专利名称：非渐开线齿廓样板的制作方法
技术领域：
本实用新型与齿轮测量仪的精度检测用实物基准有关。
技术背景齿轮测量仪器(GMI)精度的传统标定或检测方法大致分为两类仪器单项精度检 测和仪器综合精度检测。前者通过对齿轮测量仪器的各坐标轴运动精度及仪器探测精度等 仪器单项精度进行检测，依据建立的仪器误差数学模型，确定齿轮测量仪器在测量范围空 间内的检测精度；后者则采用实物基准——齿轮渐开线样板、或者经过精度检测标定过的 标准齿轮来对齿轮测量仪器的综合测量精度进行检测评定。通常二者结合使用。在用齿轮渐开线样板标定、鉴定、检验齿轮测量仪器的精度时，齿轮渐开线样板的 尺寸大小应该尽量和仪器的测量范围，尤其是和用户被检测齿轮产品尺寸相接近。因为经 过这种样板鉴定过的齿轮测量仪器在检测齿轮产品时，检测的结果能更为准确。目前我国 发布的国家标准‘GB/T6467-2001齿轮渐开线样板’中确定的渐开线样板基圆半径rb尺寸 范围25-400mm，实际上我国生产厂目前能够作为量产产品出厂的渐开线样板，其最大基圆 半径rb为300mm。显而易见，这不能覆盖并满足大型齿轮精度检测的需要，也和目前我国所 拥有的2米和3米齿轮检测仪器的测量范围相去甚远。进口大型齿轮测量仪器的检测、验 收、标定工作，存在同样困难——缺乏大尺寸渐开线样板用于大齿轮齿廓测量的基准传递， 测量范围达到3米的齿轮测量仪，却只能借助基圆半径rb200mm以下的渐开线样板来进行 仪器精度验收的无奈情况屡见不鲜。开发大尺寸渐开线样板的必要性与紧迫性不言而喻。近年来采用非渐开线样板圆销组合样板、球和斜切圆柱组合样板、平面型样板和 球型样板对渐开线齿轮测量仪器进行齿廓测量精度标定检测得到了发展和认可。但其测量 轨迹与大尺寸渐开线齿廓形状仍有一定误差
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，制造简便，使用方便，检测精度高，可以 溯源的非渐开线齿廓样板。本实用新型是这样实现的本实用新型非渐开线齿廓样板，板体套筒5与横梁6的轴线相互垂直，横梁6的轴 线两端各与一个基准块7固连，芯轴1为台阶轴，其两端有顶尖孔，芯轴1与套筒5的内孔 过盈配合，套筒5的一端与芯轴台阶连接，另一端通过芯轴上的垫片3和螺母2与芯轴1固 连，所说的基准块为截面为等腰梯形的圆锥体或截面为等腰梯形的角度块或截面为等腰梯 形的单齿薄齿条。横梁轴线两侧有对称的加强筋4。本实用新型基于国际标准认可的理念，即采用非渐开线样板来替代传统渐开线样 板。针对渐开线大齿轮的特点大齿轮基圆半径越大，齿轮齿廓的渐开线形状与和轮齿对称 线成一定夹角的斜直线之间的理论误差相差不大，因此本实用新型采用具有相应锥角的圆锥基准、角度块基准或具有相应角度的单齿薄齿条基准样板来替代大齿轮渐开线样板。专利提出三种新型非渐开线实物基准一圆锥型样板、角度块型样板和单齿薄齿 条型样板，以满足齿轮测量仪检测大尺寸渐开线时的精度鉴定和基准传递的需求，同时具 有加工制造的可行性和简易性。本实用新型具有如下特点1.制造简便，特别适于代替大尺寸渐开线齿廓样板。2.基准圆锥、基准角度块及基准单齿薄齿条都具有良好的精度可溯源性；3.基准体在横截面上的测量轨迹为斜直线，基准体的角度和被测齿轮压力角保持 一致或接近，在大尺寸齿轮测量的情况下，和实际被测渐开线齿廓形状的理论偏差小，有利 于提高测量精度；4.可以同时用于检测左、右齿廓精度；5.需要专用测量软件，补偿直线和被测渐开线的理论误差。本实用新型和国际标准中的非渐开线样板的比较与优点1.本专利的非渐开线基准是带一定锥角的圆锥、或带一定齿形角的角度块、或单 齿薄齿条，与标准中的平面、圆柱销及球样板基准的形状、参数等都不同。2.因为本实用新型的基准测量轨迹是具有一定角度的倾斜直线，与国际齿轮标准 中的平面型、圆柱销型及球型等非渐开线样板的测量轨迹相比，与大尺寸渐开线齿廓形状 更为接近，从而减少了检测探头的测量行程，也减少了理论误差补偿范围，有利于测量精度 的提高。而国际标准中的各种非渐开线样板更适合小尺寸渐开线齿轮齿廓的测量，对于大 尺寸渐开线的测量，甚至完全可能因为量程太大，超出测量探头传感器的工作范围而无法 进行。3.基准测量轨迹和渐开线之间的理论误差计算公式和相应计算补偿软件是不同 的。4.对于测量探头的位置定位精度，采用非渐开线样板时都比渐开线样板检测情况 下要求高，更为敏感；但是在大尺寸渐开线测量时，由于本实用新型的测量轨迹和渐开线非 常接近，对探头位置定位精度要求，相对其它现有非渐开线样板而言，不需太高的要求。5.测量步骤和现有渐开线样板的一样。(1)用测头定位基准件，精确定位测头空 间位置；(2)将测头精确调整到理论补偿计算起始点；(3)将测量误差置零，同时将软件补 偿函数置于补偿计算参考点；(4)移动测头至渐开线齿廓测量起始位置；(5)启动仪器测量 至终点位置；(6)仪器测量探头传感器得到的测量信息及计算机同步理论补偿信息实时传 至计算机，进行数据处理后得到仪器测量渐开线齿廓的仪器综合精度，从而完成采用本专 利非渐开线样板对齿轮测量仪器的渐开线测量精度的检测或标定。
图1为本实用新型的结构图之一。图2为图1的俯视图。图3为本实用新型的结构图之二。图4为图3的俯视图。图5为本实用新型的结构图之三。[0028]图6为图5的俯视图。
具体实施方式
本实用新型由芯轴1、螺母2、垫片3、加强筋4、板体套筒5、板体横梁6、基准块(圆 锥、角度块、单齿薄齿条)7组成。芯轴1为台阶轴，二端有高精度顶尖孔，采用淬硬钢件经 冰冷稳定性处理，可以中空；芯轴1与板体套筒5内孔过盈配合。螺母2采用细牙螺纹双螺 母，通过压紧垫片3使板体套筒4可靠稳定的固定在芯轴1上。板体套筒5与板体横梁6 构成板体，可以为整体式或组合式，相互垂直，并且有加强筋4连接，保证板体变形小。加强 筋4开孔减轻重量，并保证板体横梁6的左右平衡。基准(圆锥、角度块、单齿薄齿条)为 淬硬钢件经冰冷稳定处理，与板体横梁6固定连接(比如螺纹连接、过盈配合、粘接、焊接 等)，与芯轴1垂直。本实用新型测量步骤和现有非渐开线样板的一样(1)用测头定位本实用新型， 精确定位测头空间位置；(2)将测头精确调整到理论补偿计算起始点；(3)将测量误差置 零，同时将软件补偿函数置于补偿计算参考点；(4)移动测头至渐开线齿廓测量起始位置； (5)启动仪器测量至终点位置；(6)仪器测量探头传感器得到的测量信息及计算机同步理 论补偿信息实时传至计算机，进行数据处理后得到仪器测量渐开线齿廓的仪器综合精度， 从而完成采用本实用新型非渐开线样板对齿轮测量仪器的渐开线测量精度的检测或标定。
权利要求非渐开线齿廓样板，其特征在于板体套筒(5)与横梁(6)的轴线相互垂直，横梁(6)的轴线两端各与一个基准块(7)固连，芯轴(1)为台阶轴，其两端有顶尖孔，芯轴(1)与套筒(5)的内孔过盈配合，套筒(5)的一端与芯轴台阶连接，另一端通过芯轴上的垫片(3)和螺母(2)与芯轴(1)固连，所说的基准块为截面为等腰梯形的圆锥体或截面为等腰梯形的角度块或截面为等腰梯形的单齿薄齿条。
2.根据权利要求1所述的齿廓样板，其特征在于横梁轴线两侧有对称的加强筋(4)。
专利摘要本实用新型为非渐开线齿廓样板，解决已有渐开线大尺寸齿廓样板制造困难，非渐开线样板测量时探头行程大，测量精度不高的问题。板体套筒(5)与横梁(6)的轴线相互垂直，横梁(6)的轴线两端各与一个基准块(7)固连，芯轴(1)为台阶轴，其两端有顶尖孔，芯轴(1)与套筒(5)的内孔过盈配合，套筒(5)的一端与芯轴台阶连接，另一端通过芯轴上的垫片(3)和螺母(2)与芯轴(1)固连，所说的基准块为截面为等腰梯形的圆锥体或截面为等腰梯形的角度块或截面为等腰梯形的单齿薄齿条。
文档编号G01M13/02GK201697583SQ20102019225
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者付瑛, 巫兴胜, 谢华锟, 郭曦, 黄宁秋 申请人:成都工具研究所