一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及齿轮加工领域技术领域，尤其涉及一种大型螺旋锥齿轮的螺旋角测量 方法。
【背景技术】
[0002] 螺旋角是螺旋锥齿轮的重要参数，会影响螺旋锥齿轮副工作时的齿面接触状态， 传动平稳性、受力均匀性等，在齿轮加工过程中，要对螺旋角进行测量，如果达不到要求，需 要及时进行修齿。
[0003] 目前，常用的螺旋角测量方法是滚印法，该方法是将被测齿轮的齿顶面涂上染料， 然后让齿轮在纸上滚动，染料会将齿顶形状印在纸上，纸张展开后的效果相当于螺旋锥齿 轮的齿顶圆展开图。用齿顶的螺旋线近似于节锥圆处的螺旋线，并进行手动测绘。该方法 操作简单，被广泛使用。滚印法虽然操作简单，但操作过程不易控制，手工测绘过程也会存 在人为误差，此外，由于是用齿顶的螺旋角近似节锥圆的螺旋角，也会存在较大偏差。通常 其误差值可达2°以上。
[0004] 现有技术中张恒昌等人提出，在坐标镗床上通过转动螺旋锥齿轮，用杠杆表定位 节锥圆，用分度圆测量出螺旋线对应的锥角，再根据螺旋锥齿轮和刀盘参数的对应关系，通 过一系列计算，可获得比较准确的中点螺旋角。张恒昌提出的测量方法操作过程较复杂，用 到分度圆、坐标镗床、杠杆表等工具，同时，还需要预先知道轮齿的大端螺旋角、小端螺旋角 才能测量出中点螺旋角。
[0005] 本专利申请利用高度尺、游标卡尺等简单的测量工具，简化测量步骤，充分利用螺 旋锥齿轮和刀具的参数关系，推算出具有较高准确度的螺旋角，且可用测量任意位置的螺 旋角。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题，在于提供一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，通过测 量出螺旋角后，获得精确的螺旋角；这样使得螺旋锥齿轮副工作时的齿面接触状态、传动平 稳性和受力均匀性都能得到提高。
[0007] 本发明是这样实现的：一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，该方法具体包括如下 步骤：
[0008] 步骤1、应用高度尺，确定任意一轮齿的小端和大端边缘与一节点圆的交点，两交 点分别标记为A、B，节锥圆的顶点为0,刀盘中心为0' ；
[0009] 步骤2、用游标卡尺测量两交点A、B之间的直线距离；
[0010] 步骤3、从螺旋锥齿轮设计参数中，获得参数：外锥距La、齿宽b,刀盘名义半径r的 值；并由外锥距L a和齿宽b，获得内锥距Lb，中点锥距Lm;
[0011] 步骤4、根据角与边的关系，依次获得2八0'8、2(^、2(?0'、2 01?)'的值，根据 Z AO' B、Z OBA、Z OBO'、Z OMO'的值得到中点M的螺旋角β M;
[0012] 步骤5、根据步骤4的Z AO' B、Z OBA、Z OBO'、Z OMO'的值和螺旋角β M，获得所 述轮齿的小端螺旋角和大端螺旋角。
[0013] 进一步地，要测量螺旋线AB上任意点的螺旋角时，将步骤1和步骤2测量的整条 螺旋线弦长改为测该点到螺旋线小端或大端的弦长，再执行步骤3和步骤4和步骤5即可 得到任意点对应的螺旋角。
[0014] 进一步地，所述的Z AO' B、Z 0BA、Z 0B0'、Z 0M0'、螺旋角β M按以下方式计算获 得；
[0015] OA = LA，OB = LB，OM = LM，0' A = 0' B = 0' M = r ;
[0016] 在Λ A0'B中，由余弦定理可算得ZAO'B，具体如式（1):
[0017] AB2= 0, B 2+0, A2-2 · 0, B · 0, A · cos Z A0, B = 2r2(l-cos Z A0, B)
【主权项】
1. 一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤： 步骤1、应用高度尺，确定任意一轮齿的小端和大端边缘与一节点圆的交点，两交点分 别标记为A、B，节锥圆的顶点为0,刀盘中心为0' ； 步骤2、用游标卡尺测量两交点A、B之间的直线距离； 步骤3、从螺旋锥齿轮设计参数中，获得参数：外锥距LA、齿宽b,刀盘名义半径r的值； 并由外锥距La和齿宽b，获得内锥距Lb，中点锥距Lm; 步骤4、根据角与边的关系，依次获得Z A0'B、Z 0BA、Z 0B0'、Z 0M0'的值，根据 Z AO' B、Z OBA、Z 0B0'、Z 0M0'的值得到中点M的螺旋角0 M; 步骤5、根据步骤4的Z AO' B、Z OBA、Z 0B0'、Z 0M0'的值和螺旋角0 M，获得所述轮 齿的小端螺旋角和大端螺旋角。
2. 根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，其特征在于：要测量螺 旋线AB上任意点的螺旋角时，将步骤1和步骤2测量的整条螺旋线弦长改为测该点到螺旋 线小端或大端的弦长，再执行步骤3、步骤4和步骤5即可得到任意点对应的螺旋角。
3. 根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，其特征在于：所述的 Z AO' B、Z OBA、Z 0B0'、Z 0M0'、螺旋角0 "按以下方式计算获得； 0A = LA，OB = LB，0M = LM，0' A = 0' B = 0' M = r ; 在A AO'B中，由余弦定理可算得角Z AO'B，具体如式（1): AB2= 0, B 2+0, A2-2 ? 0, B ? 0, A ? cos Z AO, B = 2r2 (1-cos Z AO' B)
在AAO'O中，由余弦定理可算得Z 0BA和Z 0B0'，具体如式（2)、式（3): 0A2= 0B 2+AB2-2 ? 0B ? AB ? cos Z 0BA
Z 0B0，= Z 0BA- Z 0, BA = Z 0BA- (90 ° -1/2 Z A0, B)......(3) 在A 00' B和A 00' M中，由余弦定理可算得螺旋角0 M，具体如式（4): 00,2= 0B 2+0, B2-2 ? 0B ? 0, B ? cos Z 0B0，= 0M2+0, M2-2 ? 0M ? 0, M ? cos Z 0M0， LB2+r2-2LB ? r ? cos Z 0B0' = LM2+r2-2 ? LM ? r ? cos Z 0M0' cos Z 0M0' = cos (90-0 M) = sin 0M
艮据sinf3M获得螺旋角M。
4. 根据权利要求3所述的一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，其特征在于： 所述步骤5中轮齿的小端螺旋角和大端螺旋角，通过如下方式获得： 在A〇〇'B中，由式（3)算得的Z 0B0'得出小端螺旋角，如式（5): 0B= 90。- Z 0B0'......(5)； 在A 00' B和A 00' A中，算出大端螺旋角0 A，如式（6): 00,2= 0B 2+0, B2-2 ? 0B ? 0, B ? cos Z 0B0，= 0A2+0, A2-2 ? 0A ? 0, A ? cos Z 0A0，
【专利摘要】本发明提供一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，通过测量螺旋线AB的直线距离，再根据齿轮和刀具参数的对应关系，可计算螺旋角。本发明利用高度尺、游标卡尺等简单的测量工具，简化测量步骤，充分利用螺旋锥齿轮和刀具的参数关系，推算出具有较高准确度的螺旋角，且可用测量任意位置的螺旋角。
【IPC分类】G01B5-24
【公开号】CN104807389
【申请号】CN201510193300
【发明人】王火生, 王乾廷, 陈鼎宁, 叶晓云, 黎文峰
【申请人】福建工程学院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日