测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜及方法
【专利摘要】本发明涉及斜齿轮测量【技术领域】，具体是一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜及方法，包括带有立柱的测高装置，分别与斜齿轮轮轴上两顶尖孔相配合的顶尖，分度头顶尖，横向托架，还包括测量头，所述测量头包括与立柱插接配合的空心连接柱、垂直连接于空心连接柱下端面中部的平衡柱以及设于平衡柱下端的测头，空心连接柱侧边安装有与立柱抵紧配合的抵紧螺钉，平衡柱的下部径向开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹配合有调节螺钉，测头的下部开有与斜齿轮齿部齿面以及左右侧面接触的缺口。
【专利说明】测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及斜齿轮测量【技术领域】，具体是一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜及方法。
【背景技术】 [0002]斜齿轮是传递动力推进系统中的关键部件，质量的好坏直接影响产品质量。对斜齿轮齿向的测量通常采用齿轮仪器，有手动、自动两种方法，但是对于模数小于1_的斜齿轮齿向，齿轮仪器不能满足测量要求。因此，亟需一种可以满足测量模数小于Imm的斜齿轮齿向的装置及其使用方法。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有技术对小模数小于Imm的斜齿轮无法测量的问题，提供了一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜及方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜，包括带有立柱的测高装置，分别与斜齿轮轮轴上两顶尖孔相配合的顶尖，分度头顶尖，横向托架，还包括测量头，所述测量头包括与立柱插接配合的空心连接柱、垂直连接于空心连接柱下端面中部的平衡柱以及设于平衡柱下端的测头，空心连接柱侧边安装有与立柱抵紧配合的抵紧螺钉，平衡柱的下部径向开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹配合有调节螺钉，测头的下部开有与斜齿轮齿部齿面以及左右侧面接触的缺口。
[0005]本发明中所述调节螺钉的作用:旋转调节螺钉，调整测量头的重心，使得测头的缺口内壁与被测斜齿轮的齿部精密配合。
[0006]进一步，本发明提供了一种测量小模数斜齿轮齿向误差的方法，其步骤为
I.将被测斜齿轮安装于顶尖和分度头顶尖之间，通过抵紧螺钉与立柱的配合将测量头的空心连接柱连接于万能工具显微镜的测高装置上，测头的缺口内壁与被测斜齿轮的齿部齿面以及左右侧面接触，旋转调节螺钉，调整测量头的缺口与被测斜齿轮的齿部精密配合；
I1.已知被测斜齿轮图纸技术要求的齿宽B、分度圆螺旋角Pf、法向模数mnw及齿数z，根据式(一)，
Θ =114.59156 L*sin ( β f) / m n *z (一)
式中:L为横向托架在万能工具显微镜上的横向移动距离,要求L小于齿宽B ；
Θ为斜齿轮的旋转角度；
给定L值计算获得Θ角度，根据计算获得的Θ角度，分度头顶尖控制斜齿轮旋转Θ角度，由万能工具显微镜测高装置读出Θ角度起止位置高度差；
II1.对斜齿轮的不同齿部进行测量，最大高度差即为该斜齿轮齿向误差。
[0007]进一步，所述步骤II还可为:已知被测斜齿轮图纸技术要求的齿宽B、分度圆螺旋角^^、法向模数11111以及齿数2，根据式(二)，L= m η*ζ* θ/114.59156*sin ( β f) (二)
给定Θ角度计算获得L值，根据计算获得的L值，分度头顶尖控制斜齿轮旋转，万能工具显微镜的横向托架移动L值距离，由万能工具显微镜测高装置读出L值距离起止位置高度差。
[0008]本发明所述测量小模数斜齿轮齿向误差的方法是依据螺旋线生成原理，分度头顶尖带动斜齿轮轮轴转动，从而在测高装置上安装测量头，沿斜齿轮齿面齿向方向进行测量，测量原理见图4。依据测量原理图，本发明中式(一)和式(二)的推导过程如下:
已知:斜齿轮法向模数mn、齿数ζ、压力角af,
H = 31 m s *z*ctg ( β f)；
L/ H = θ ’*rf/2 rf = θ '/2 π ；
θ ' =2 L/ H =2 L/ m s *z*ctg ( β f) = 2Lsin ( β f) / m n* z ；
Θ =114.59156 L*sin ( β f) / m n *z ;
L= m n*z* Θ /114.59156*sin ( β f)。
[0009]上述推导公式中:H为螺距；Θ ’为弧度；ms为端面模数。
[0010]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:
(1)在没有螺旋线检查仪的情况下，采用本发明所述万能工具显微镜和方法可以满足齿向检测技术要求，专用的测量头可解决现有万能工具显微镜的瓶颈问题，满足了生产要求，减小了企业购置成本；
(2)填补了万能工具显微镜实现针对小模数(小于Imm)斜齿轮齿向检测的空白，检测成本低、效率高，具有很好的推广性，为准确检测产品质量提供了保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜与斜齿轮的连接示意图。
[0012]图2为测量头的主视图(不含螺钉)。
[0013]图3为测量头的侧视图。
[0014]图4为本发明所述测量小模数斜齿轮齿向误差的方法的测量原理图。
[0015]图中:1_测高装置，2-斜齿轮，3-顶尖，4-分度头顶尖，5-空心连接柱，6-平衡柱，7-测头，8-抵紧螺钉，9-调节螺钉，10-缺口。
【具体实施方式】
[0016]一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜，包括带有立柱的测高装置1，分别与斜齿轮2轮轴上两顶尖孔相配合的顶尖3，分度头顶尖4，横向托架，还包括测量头，所述测量头包括与立柱插接配合的空心连接柱5、垂直连接于空心连接柱5下端面中部的平衡柱6以及设于平衡 柱6下端的测头7，空心连接柱5侧边安装有与立柱抵紧配合的抵紧螺钉8，平衡柱6的下部径向开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹配合有调节螺钉9，测头7的下部开有与斜齿轮2齿部齿面以及左右侧面接触的缺口 10。
[0017]实施例1
被测斜齿轮2的图纸技术要求参数Smn=0.5; z=120; ；afn=20° ； βf=10°； B=7 ;公差要求为0.008。
[0018]1.将被测斜齿轮2安装于顶尖3和分度头顶尖4之间，通过抵紧螺钉8与立柱的配合将测量头的空心连接柱5连接于万能工具显微镜的测高装置I上，测头7的缺口 10内壁与被测斜齿轮2的齿部齿面以及左右侧面接触，旋转调节螺钉9，调整测量头的缺口 10与被测斜齿轮2的齿部精密配合；
II.根据式(一)，
Θ =114.59156 L*sin ( β f) / m n *z (一)
取 L=B-1，即 L= B-l=7-l=6 ；
计算 θ =114.59156*sin ( β f) / m n π
=2 ° 3,46"
分度头顶尖4控制斜齿轮2旋转Θ角度，测头7从L起始位置移动到终止位置时，由万能工具显微镜测高装置I读出Θ角度起止位置高度差；
II1.对斜齿轮2的不同齿部进行测量，最大高度差即为该斜齿轮齿向误差。
[0019]实施例2 或者，根据式(二)，
L= m η*ζ* Θ/114.59156*sin ( β f) (二)
取 θ =2 ° 6,;
计算 L = 0.5*120*2.1 °/114.59156* sin(10.083 °)
=126/20.062
=6.281mm
分度头顶尖4控制斜齿轮2旋转，万能工具显微镜的横向托架移动从L初始位置移动到L值距离时，由万能工具显微镜测高装置I读出L值距离起止位置高度差。
[0020]其他同实施例1。
[0021]采用上述两种测量方法均可获得斜齿轮齿向误差，取最大高度差值0.005，小于公差要求，合格。
【权利要求】
1.一种测量小模数斜齿轮齿向误差的万能工具显微镜，包括带有立柱的测高装置(1)，分别与斜齿轮(2)轮轴上两顶尖孔相配合的顶尖(3)，分度头顶尖(4)，横向托架，其特征在于，还包括测量头，所述测量头包括与立柱插接配合的空心连接柱(5)、垂直连接于空心连接柱(5)下端面中部的平衡柱(6)以及设于平衡柱(6)下端的测头(7)，空心连接柱(5)侧边安装有与立柱抵紧配合的抵紧螺钉(8)，平衡柱(6)的下部径向开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹配合有调节螺钉(9)，测头(7)的下部开有与斜齿轮(2)齿部齿面以及左右侧面接触的缺口(10)。
2.一种测量小模数斜齿轮齿向误差的方法，其特征在于，其步骤为 I.将被测斜齿轮(2)安装于顶尖(3)和分度头顶尖(4)之间，通过抵紧螺钉(8)与立柱的配合将测量头的空心连接柱(5)连接于万能工具显微镜的测高装置(I)上，测头(7)的缺口(10)内壁与被测斜齿轮(2)的齿部齿面以及左右侧面接触，旋转调节螺钉(9)，调整测量头的缺口(10)与被测斜齿轮(2)的齿部精密配合； I1.已知被测斜齿轮(2)图纸技术要求的齿宽B、分度圆螺旋角Pf、法向模数mn以及齿数z，根据式(一)，
Θ =114.59156 L*sin ( β f) / m n *z (一) 式中:L为横向托架在万能工具显微镜上的横向移动距离,要求L小于齿宽B ； Θ为斜齿轮(2)的旋转角度； 给定L值计算获得Θ角度，根据计算获得的Θ角度，分度头顶尖(4)控制斜齿轮(2)旋转Θ角度，由万能工具显微镜测高装置(I)读出Θ角度起止位置高度差； II1.对斜齿轮(2)的不同齿部进行测量，最大高度差即为该斜齿轮齿向误差。
3.根据权利要求2所述的测量小模数斜齿轮齿向误差的方法，其特征在于，所述步骤II还可为: 已知被测斜齿轮(2)图纸技术要求的齿宽B、分度圆螺旋角β f、法向模数m n以及齿数z，根据式(二 )，
L= m η*ζ* Θ/114.5 9156*sin ( β f) (二) 给定Θ角度计算获得L值，根据计算获得的L值，分度头顶尖(4)控制斜齿轮(2)旋转，万能工具显微镜的横向托架移动L值距离，由万能工具显微镜测高装置(I)读出L值距离起止位置高度差。
【文档编号】G01B9/04GK103743337SQ201310718090
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】罗建强, 孙梅丽, 吴端叶, 李颖 申请人:山西平阳重工机械有限责任公司