专利名称：平面二次包络弧面蜗杆副测量机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种能准确完整地反映并检测平面二次包络弧面蜗杆付的精度的平面二次包络弧面蜗杆付测量机。
目前，一般生产厂家都采用平面二次包络蜗杆付的接触斑点的方法来检查平面二次包络弧面蜗杆付的精度。在该方法中，一对蜗杆付互相啮合传动，同时在啮合的齿面上涂色，在传动后观察其接触斑点的印痕，印痕的尺寸大小、形状及在齿面上的分布情况来判定蜗杆付的传动精度。该方法简便直观，但它只能粗略地定性反映蜗杆付的综合偏差及相互位置偏差，不能获得误差的数据，也不能绘制出误差曲线。
有些厂家使用通用的齿轮周节检查仪检查平面二次包络弧面蜗杆付中蜗轮的周节误差，这只是蜗轮的一个单项精度，不能反映蜗轮的综合传动误差，况且平面二次包络弧面蜗杆付具有双线接触和多齿接触的特性，用周节检查仪检查蜗轮周节时的状态与蜗轮实际的工作状态也有差别，这种差别造成了测量的理论误差，并带入测量结果中。
目前已公开使用的用于测量普通圆柱蜗杆付的测量机，只能测量普通圆柱蜗杆付的切向综合误差及切向相邻齿综合误差，以及接触斑点的分布情况等，这种传统的测量机不能进行蜗杆付中蜗杆的螺旋线、分头等误差的测量，仅能反映普通圆柱蜗轮付传动的综合误差，不能反映单项误差，更不能进行平面二次包络弧面蜗杆付传动的综合误差及单项误差的测量。
签于以上原因，本实用新型的目的是为了提供一种能在一个测量循环中方便，准确、迅速地测量出平面二次包络弧而螺杆付的综合误差和单项误差的平面二次包络弧面螺杆付测量机。
本实用新型包括电机，与电机连接的传动机构，床身，分别置于床身中的导轨(4)上的螺杆主动轴滑座、蜗杆从动轴滑座，设置于蜗杆主动轴滑座上的与传动机构连接的螺杆主轴，设置于蜗杆从动轴滑座上的蜗杆从动轴，置于床身导轨(9)上的滑座，与滑座滚动配合的主轴，装于蜗杆从动轴上的圆光栅角度位移传感器(12)，装于主轴上的圆光栅角度位移传感器(13)，分别与圆光栅角度位移传感器(12、13)连接的信号处理装置，与信号处理装置连接的计算机，与计算机连接的绘图仪(参见
图1－图4)，利用本实用新型来测量蜗杆付误差时，将蜗轮(或标准齿测头)安放在主轴上，将被测蜗杆安装在蜗杆主动轴和蜗杆从动轴上而与蜗轮(或标准齿)啮合，电机传出的动力经传动机构传到蜗杆主动轴上带动被测蜗杆旋转而带动与之啮合的蜗轮(或标准齿)和主轴随之传动，被测蜗轮(或杆准齿)及被测蜗杆的传动误差经圆光栅角度位移传感器(12、13)采集后经信号处理装置和计算机处理误差数据和图形输出而在绘图仪上显示出来，测量精确、迅速。
由于被测螺杆付是平面二次包络弧面，所以要求被测蜗轮的回转中心与被测螺杆的弧面中心的连线应与被测螺杆回转轴线相垂直，为了更好地满足这一要求，在床身上设置了有与主动轴中心轴线和从动轴中心轴线连线平行的导轨(34)、蜗杆对中心装置，蜗杆对中心装置包括置于导轨(34)上的滑座，与滑座上部连接并能移动的带孔滑体，在滑体内壁上装有簧片座，弹簧片一端装在簧片座上，在滑体上装有一端伸入滑体孔内的且能与弹簧片接触的而另一端伸出孔外的测头，在滑体上与弹簧片另一端相对位置上有表孔，测量表的表杆穿过表孔而装在滑座上且其上的平测头能与测头接触，在导轨(34)上位于滑座两侧对称设置有块规座(参见图5、图6)，滑座可沿导轨(34)方向移动，在块规座与滑座间装块规，故有长度基准能准确测量到滑座的大位移，测头上的触头接触到被测蜗杆两对称基准面的任意一个时，由于弹簧片的作用使测量表能感受到被测蜗杆的基准面的精确位置，又由于被测蜗杆的两对称基准面间的距离是已知的，故移动支承被测蜗杆的蜗杆主动轴滑座和蜗杆从动轴滑座、利用长度基准和测量表就能准确找到被测蜗杆的弧面中心，使蜗轮的回转中心和被测蜗杆的弧面中心垂直。
为了更好地调节蜗轮在主轴上的上下位置，使蜗轮的喉经位置与蜗杆的中心截面重合，在本实用新型中设有升降机构，升降机构包括能通过调节螺钉与主轴连接的底盘、顶盘、装于底盘与顶盘间的斜楔组件、置于顶盘上的支承柱，依次穿过支承柱和顶盘和底盘上的孔而连接在主轴上的拉杆(参见图10)。
上述的斜楔组件包括框体、置于框体上的带孔和斜面的下滑块、带与下滑块上斜面配合的斜面的上滑块、一端穿在下滑块孔内且螺纹连接的丝杆(参见图10)，转动丝杆，便可调节置于主轴上蜗轮的上下位置。
滑量蜗杆的单项误差如螺旋线误差，分头误差等，需要有一标准齿与之啮合，根据平面二次包络弧面蜗杆的加工及成型原理，需将标准齿回转中心偏离回转中心一段距离，此距离即主基圆半径，另外需将标准齿偏转一个倾斜角－－母平面倾斜角，为了达到此目的，在本实用新型中设置了蜗杆单向误差测量装置，该装置包括置于主轴上的基座，与基座连接的导向座，置于导向座上并能在导向座上移动的支座，在支座的上部设置有带测量孔的测座，在测量孔内有与孔配合的转轴，转轴前端上有标准齿平面测头，在基座上位于导向座的两端分别安有块规座(参见图7、图8)，在块规座与导向座间垫块规便能找出被测蜗杆的主基圆半径，转动转轴，便能找出母平面倾斜角。
在上述的蜗杆单向误差测量装置中在转轴伸出测量孔的后端上装有摆杆，在支座与摆杆相对位置上有长块规座(参见图8、图9)，根据正弦尺工作原理，经过计算利用长度基准在摆杆与长块规座间按计算出的数量垫块规便可精确搬出标准齿的母平面倾斜角。
本实用新型能系统而全面地提供平面二次包络弧面蜗杆付传动的误差信息，提供精确的误差数据和误差曲线，为工艺分析及加工设备的改进提供了理论基础，有利于提高蜗杆付的生产效率及加工质量。方便、准确、迅速地测量出平面二次包络弧面蜗杆付的综合误差和单项误差。利用本实用新型也能准确、迅速地测出普通圆柱蜗杆付的单顶误差。
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例图1本实用新型原理图图2本实用新型结构示意图图3图2的俯视图图4图2的左视图图5蜗杆对中心装置实施例图图6图5中A－A剖视图图7蜗杆单向误差测量装置示意图图8图7中B－B剖视图图9图8中C向视图图10主轴、升降机构结构示意图图11平面二次包络弧面蜗杆付测量机的测量程序框图实施例1图1给出了本实用新型的总体原理图。图2－图4给出了本实用新型机械部分的实施例图。本实用新型包括电机1，与电机1连接的传动机构2，床身3，分别置于床身3中的导轨4上的蜗杆主动轴滑座5、蜗杆从动轴滑座6，设置于蜗杆主动轴滑座5上且与传动机构2连接的蜗杆主轴7，设置于蜗杆从动轴滑座6内的蜗杆从动轴8，置于床身3导轨9上的滑座10，与滑座10滚动配合的主轴11，装于蜗杆从动轴8上的圆光栅角度位移传感器12，装于主轴11上的圆光栅角度位移传感器13，分别与圆光栅角度位移传感器12、13连接的信号处理装置14，与信号处理装置连接的计算机15，与计算机15连接的多色数据绘图仪16。在床身3位于滑座10上设有数显面板17。长光栅传感器18中的指示光栅19装在滑座10上主光栅20装在床身3上。
图10给出了主轴，升降机构的结构示意图。升降机构21包括通过调节螺钉22与主轴11连接的底盘23，顶盘24，置于底盘23、顶盘24间的斜楔组件25，与顶盘24螺纹连接的支承柱26。在底盘23的中部有通孔27，通孔27内有螺纹连接在主轴11上的带螺纹孔的定位块28。拉杆29依次穿过支承柱26、顶盘24、底盘23而与之定位块28螺纹连接。斜楔组件25的框体64上有带孔和斜面的下滑块30，带与下滑块30斜面配合的斜面的上滑块31，丝杆32穿过框体64与上滑块31所形成的孔而螺纹连接在下滑块30上。工作时，旋转丝杆32便能调节底盘23与顶盘24间的距离。
图5、图6给出了螺杆对中心装置33的实施例图。在床身3上设置了与螺杆主动轴轴线和螺杆从动轴轴线连线平行的导轨34。螺杆对中心装置33包括置于导轨34上的滑座35。滑座35包括导向板36和与导向板36螺纹连接的支承座37，在导向板36与导轨34间的空隙间装有镶条38，锁紧旋钮39可将滑座35固紧在导轨35上。支承座37上装有齿轮40。带孔滑体41上装有齿条42。齿条42与齿轮40啮合而使带孔滑体41在支承座37上移动。在滑体41内壁上装有簧片座43，弹簧片44的一端通过螺钉紧固在簧片座43上。在滑体41一端上用两小顶尖45紧固有一端伸入孔内且能与弹簧片44接触的而另一端伸出孔外的测头46。在滑体41外壁与弹簧片44另一端相对位置上装有表座47。在滑体41与表座47上有表孔48。百分表49的表杆穿过表孔48而装在表座47上且其表上的平测头能与测头46接触。在导轨34上位于滑座35的两侧对称设置有块规座50。
测量蜗杆付的综合误差时，将升降机构21设置于主轴11上，然后装上蜗轮。被测蜗杆装在蜗杆主轴7和蜗杆从动轴8上。利用蜗杆对中心装置21上的块规座35和块规便能准确测量到滑座33的大位移。测头46接触到被测蜗杆两对称基准面的任意一个时，由于弹簧片44的作用使百分表49能感受到被测蜗杆的精确位置，故利用长度基准和百分表49就能找到被测蜗杆的弧面中心，使之与被测蜗轮中心连线与被测蜗杆轴线垂直。此时被测蜗杆处于正确位置。采用滑座10和床身3上安装的长光栅传感器18，移动滑座10可按理论中心据将被测蜗轮和被测蜗杆啮合，再利用升降机构21调整其垂直面上的中心。工作时，电机1通过传动机构2带动螺杆主轴7转动，从而带动被测蜗杆转动，蜗杆从动轴8也随之同步转动。与此同时由于被测蜗轮付处于啮合状态，故被测蜗杆带动被测蜗轮转动，主轴11也随被测蜗轮同步转动。圆光栅角度位移传感器12、13分别将被测蜗杆和被测蜗轮的回转角变为光信号，光信号又变为电信号，然后送到信号处理装置14，经过放大、整形变为电脉冲信号，再馈送到计算机15。两光栅角度位移传感器12、13都有分别的起始位置，光栅每转发出一个零位信号。当圆光栅角度位移传感器12发出零位信号时，计算机15即开始采样，通过计算控制，被测蜗杆转一圈，采样即结束，通过计算机15数据处理可得到被测蜗杆蜗轮啮合时的运动误差的结果，即切向综合误差和切向相邻齿综合误差，着色啮合后并可观察到接触斑点的情况。最后误差数据及图形通过多色数字绘图仪16输出。
实施例2实施例2与实施例1基本相同，不同处是在主轴11上无升降机构21，而是设置了蜗杆单向误差测量装置51。图7、图8、图9即是蜗杆单向误差测量装置51的实施例图。蜗杆单向误差测量装置51包括置于主轴11上的基座52，与基座52连接的导向座53。导向座53上有齿条54。支座55上设有与齿条54啮合的齿轮56。支座55置于导向座53上并通过啮合的齿轮齿条能在导向座53上移动。在支座55上方有与之固接的带转轴孔57的测座58，转轴59装在转轴孔57内且与转轴孔57配合，其伸出转轴孔57的前端上可用螺钉连接平测头60，其伸出转轴孔57的后端上装有摆杆61。在支座55的后部与摆杆61相对位置上紧固有长块规座62。在基座52上位于导向座53的两侧对称安有块规座63。平测头60可随支座55沿导向座53前后移动，利用长度基准(如块规等)即可将被测蜗杆的参数－－主基圆半径设立。平测头60可随转轴59沿轴线左右摆动。利用长度基座(如块规等)即可找出被测蜗杆的另一参数－－母平面倾斜角。测量单顶误差如螺旋线误差、分头误差、圆周齿距误差等，按被测蜗杆的参数调好平测头的角度和偏移距离，并将标准齿(平测头59)按蜗轮付的中心距与被测蜗杆啮合上，开动电机1，将平测头60移到螺旋线的起始点，设置圆光栅角度位移传感器12并保持不变，将平测头60移过零位(起始点)。开动电机1，被测蜗杆转动并带动与之啮合的平测头60(标准齿)，从而主轴11转动。当圆光栅角度位移传感器13零位时即开始采样，当螺旋线测完后即停止测量。换下一头再进行测量，直到所有的各头测完。被测蜗杆和标准齿转角的变化将通过圆光栅角度位移传感器12、13发出信号通过信号处理装置14送到计算机15，计算机15检出两角度误差且进行数据处理、从而得到螺旋线误差、分头误差、圆周齿蹁误差的数据及它们各自的曲线且在绘图仪16上显示出来。
权利要求1.一种平面二次包络弧面蜗杆付测量机，包括圆光栅角度位移传感器(12，13)，分别与圆光栅角度位移传感器(12，13)连接的信号处理装置(14)，与信号处理装置(14)连接的计算机(15)，与计算机(15)连接的绘图仪(16)，其特征在于所述的测量机还包括电机(1)，与电机(1)连接的传动机构(2)，床身(3)，分别置于床身(3)中的导轨(4)上的蜗杆主动轴滑座(5)，蜗杆从动轴滑座(6)，设置于蜗杆主动轴滑座(5)内且与传动机构(2)连接的蜗杆主轴(7)，设置于蜗杆从动轴滑座(6)内的蜗杆从动轴(8)，置于床身(3)中导轨(9)上的滑座(10)，与滑座(10)滚动配合的主轴(11)，圆光栅角度位移传感器(12)装在蜗杆从动轴(8)上，圆光栅角度位移传感器(13)装在主轴(11)上。
2.如权利要求1所述的平面二次包络弧面蜗杆付测量机，其特征在于所述的床身(3)上设置了与蜗杆主动轴轴线和蜗杆从动轴轴线连线平行的导轨(34)、蜗杆对中心装置(33)，蜗杆对中心装置(33)包括置于导轨(34)上的滑座(35)，带孔滑体(41)置于滑座(35)上且能滑动，在滑体(41)内壁上有簧片座(43)，弹簧片(44)的一端紧固在簧片座(43)上，在滑体(41)上装有一端伸入滑体孔内且能与弹簧片(44)接触的而另一端伸出孔外的测头(46)，在滑体(41)上与弹簧片(44)另一端相对位置上有表孔(48)，测量表(49)的表杆穿过表孔(48)而装在滑体(41)上且其表上的平测头能与测头(46)接触，在导轨(34)上位于滑座(35)的两侧对称设置有块规座(50)。
3.如权利要求1或2所述的平面二次包络弧面蜗杆付测量机，其特征在于所述的测量机中设有升降机构(21)，升降机构(21)包括通过调节螺钉(22)与主轴(11)连接的底盘(23)、预盘(24)、装于底盘(23)和顶盘(24)间的斜楔组件(25)、置于顶盘(24)上的支承柱(26)、依次穿过支承柱(26)和顶盘(24)和底盘(23)上的孔而连接在主轴(11)上的拉杆(30)。
4.如权利要求3所述的平面二次包络弧面蜗杆付测量机，其特征在于所述的斜楔组件(25)包括框体(64)、置于框体(64)上的带孔和钭面的下滑块(31)、带与下滑块(31)上斜面配合的斜面的上滑块(32)，丝杆(33)穿过框体(64)与上滑块(32)所形成的孔而螺纹连接在下滑块(31)上。
5.如权利要求1所述的平面二次包络弧面蜗杆付测量机，其特征在于所述的测量机中设有蜗杆单向误差测量装置(51)，蜗杆单向误差测量装置(51)包括置于主轴(11)上的基座(52)，与基座(52)连接的导向座(53)，与导向座(53)连接并能在导向座(53)上移动的带含轴孔(57)的测座(58)的支座(55)，转轴(59)装在转轴孔(57)内且与转轴孔(57)配合，其伸出转轴孔(57)的前端上有标准齿平测头(60)，在基座(52)上位于支座(55)的两端分别装有块规座(63)。
6.如权利要求5所述的平面二次包络弧面蜗杆付测量机，其特征在于所述的转轴(59)伸出转轴孔(57)的后端上装有摆杆(61)，在支座(55)上与摆杆(61)相对位置上有长块规座(62)。
专利摘要本实用新型提供了一种平面二次包络弧面蜗杆副测量机。包括电机，传动机构、床身、分别置于床身上的导轨上的带蜗杆主动轴的蜗杆主动轴滑座，带蜗杆从动轴的蜗杆从动轴滑座，主轴，分别装于蜗杆从动轴或主轴上的圆光栅角度位移传感器，信号处理装置，计算机，绘图仪。能方便、准确、迅速地测量出平面二次包络弧面蜗杆副的综合误差和单项误差。为工艺分析及加工设备的改进提供了理论基础，有利于提高蜗杆副的生产效率和加工质量。
文档编号G01M13/02GK2071338SQ90211748
公开日1991年2月13日 申请日期1990年1月19日 优先权日1990年1月19日
发明者张新民, 王洪, 张德华, 谢华锟, 朱启庄, 王琛, 兰中林 申请人:机械电子工业部成都工具研究所, 首都钢铁公司机械厂