双齿轮的同时啮合性测量装置及测量方法与流程

本发明涉及双齿轮同时啮合性测量技术领域，特别地，涉及一种双齿轮的同时啮合性测量装置。此外，本发明还涉及一种采用上述双齿轮的同时啮合性测量装置对成组的多个双齿轮的同时啮合性进行测量的测量方法。

背景技术：

某型发动机的减速器双齿轮中，包含同时啮合的一组三对圆柱斜齿双齿轮副，其包括主动齿轮和被动齿轮，其工作状态为：一个输入齿轮同时啮合三个主动齿轮，一个输出齿轮同时啮合三个被动齿轮。因双齿轮相互两个齿轮“0”位存在制造误差，即存在一定的角相差，致使双齿轮实际工作中，出现主动齿轮仅带动其中一个或两个齿轮运动的现象(双齿轮被动齿轮与输入齿轮同时啮合，双齿轮主动齿轮与输出齿轮存在间隙，不能同时啮合。而不能保证三个双齿轮同时受力，导致主要受力的双齿轮工作状态超过设计阈值，双齿轮齿牙折断，引发故障。

技术实现要素：

本发明提供了一种双齿轮的同时啮合性测量装置及测量方法，以解决双齿轮角相差导致的成组的多个双齿轮不能同时啮合、易出现机械故障的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种双齿轮的同时啮合性测量装置，用于成组的多个双齿轮的同时啮合性测量，包括设置在底座上的定位压紧机构和百分表测量机构，所述定位压紧机构包括用于支撑待测双齿轮的双齿轮定位部、定位齿和定位齿支承部，所述定位齿支承部包括第一定位齿支承部和第二定位齿支承部，第一定位齿支承部和第二定位齿支承部分别位于所述双齿轮定位部的两侧，所述定位齿包括第一定位齿和第二定位齿，第一定位齿安装于所述第一定位齿支承部上并朝向待测双齿轮的被动齿轮方向布设，第二定位齿安装于所述第二定位齿支承部上并朝向待测双齿轮的主动齿轮方向布设，所述第一定位齿用于与所述待测双齿轮的被动齿轮啮合定位，所述第二定位齿用于与所述待测双齿轮的主动齿轮啮合定位，所述百分表测量机构设置于所述待测双齿轮的被动齿轮所在一侧的齿轮轴端，用于分别测量同组的多个双齿轮以判断是否满足同时啮合的相对轴向位置差要求。

进一步地，所述双齿轮定位部包括用于固定所述待测双齿轮的第一v型块和第二v型块，以使所述待测双齿轮保持水平并满足待测双齿轮与定位齿的位置要求。

进一步地，所述定位齿支承部包括支承座，所述支承座上设有滑槽，用于使相应的定位齿在滑槽内定向滑动以方便待测双齿轮安装到位。

进一步地，所述滑槽内部设置有用于迫使定位齿朝向待测双齿轮方向移动的弹性部件和用于对与弹性部件相应的定位齿进行轴向限位的挡销，以使相应的定位齿回弹至正确啮合位置。

进一步地，所述定位齿的非工作面向中心偏移，以使所述定位齿与所述待测双齿轮之间留有间隙以便于测量。

进一步地，所述百分表测量机构包括对表块、直表架、百分表和固定件，所述直表架固定在底座上，所述百分表通过固定件固定在所述直表架上，所述百分表的表头打在所述对表块的工作端面并与待测双齿轮的轴线对齐。

进一步地，所述底座上设置有手柄或滚轮，以便于移动所述双齿轮的同时啮合性测量装置。

根据本发明的另一方面，一种双齿轮的同时啮合性测量方法，采用上述的双齿轮的同时啮合性测试装置进行测量，包括以下步骤：

s1、选择合适的定位齿，所述定位齿需满足：其齿形、齿向与待测双齿轮的工作啮合对象零件完全一致，且所述定位齿的工作面与待测双齿轮的工作啮合对象零件的工作面位置一致，以保证双齿轮和定位齿啮合时与所述双齿轮的实际工作啮合状态一致；

s2、将定位齿、第一个双齿轮以及百分表测量机构均安装到位，确保所述待测量的第一个双齿轮与第一定位齿及第二定位齿同时啮合；

s3、将所述百分表测量机构读数调0；

s4、将剩余的待测双齿轮重复步骤s2，分别记录所述百分表测量机构的测量数据，该测量数据则为成组的多个双齿轮同时啮合时的轴向位置差。

进一步地，所述将定位齿、待测量的第一个双齿轮以及百分表测量机构均安装到位包括以下步骤：

将双齿轮的被动齿轮的“0”位齿工作面和第一定位齿对准啮合，此时第二定位齿啮合双齿轮的主动齿轮的齿槽位置被确定，

将第一定位齿和第二定位齿固定使其处于工作状态，

将待测双齿轮由被动齿轮方向往主动齿轮方向推动，此时待测双齿轮与定位齿处于非工作状态，来回转动双齿轮，直到双齿轮不能移动，则双齿轮与第一定位齿和第二定位齿同时啮合。

进一步地，检查所述测量数据是否大于0.32mm，若否，则说明双齿轮角相差满足要求，若是，则说明测量的三对双齿轮角相差不满足要求；

三对双齿轮角相差不满足要求时，此时进一步检查所述测量数据是否大于1mm，若否，则说明所述三对双齿轮不满足图纸要求，需要对双齿轮进行重新选配分组，若是，则说明双齿轮的被动齿轮的“0”位标记错误，选择被动齿轮的“0”位齿左右各一个齿工作面与第一定位齿啮合，按照步骤s2至s4重新测量。

本发明具有以下有益效果：

本发明的双齿轮的同时啮合性测量装置利用定位齿与双齿轮啮合模拟双齿轮的工作情况，第一定位齿和第二定位齿与双齿轮的相对位置布置可以适应斜齿双齿轮的同时啮合性检测，采用百分表测量机构测量出了成组的多个双齿轮为满足同时啮合的装配的相对轴向位置差，进而可通过测量得到的相对轴向位置差，选择合适的调整垫，消除双齿轮的角向差影响，保证三对双齿轮工作时的同时啮合性，降低了单个双齿轮的磨损程度，提高了它的使用寿命，消除了单个双齿轮受力超过设计阈值的情况，避免了齿牙折断事故，提高了双齿轮传动的可靠性。本发明的测量装置采用百分表测量机构测量，精度高，测量精度完全满足实际双齿轮工作精度要求，还可以对双齿轮分组不正确，双齿轮“0”位标错进行鉴别。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的三对双齿轮同时啮合性测量装置的三维结构示意图；

图2是本发明优选实施例的三对双齿轮同时啮合性测量装置的俯视图；

图3a是图2中的a-a剖视图；图3b是图2中b-b剖视图；

图4是图3a中定位齿结构的放大示意图；

图5是图1中的百分表测量机构的结构示意图。

图例说明：

100、定位压紧机构；101、双齿轮定位部；1011、第一v型块；1012、第二v型块；102、定位齿；1021、第一定位齿；1022、第二定位齿；1023、工作面；1024、非工作面；103、定位齿支承部；1031、支承座；1032、滑槽；1033、弹性部件；1034、挡销；1035、螺柱；1036、螺母；

200、百分表测量机构；201、对表块；202、直表架；203、百分表；2031、表头；204、固定件；

300、底座；400、手柄；500、双齿轮；501、被动齿轮；502、主动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置的三维结构示意图；图2是本发明优选实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置的俯视图。

如图1和图2所示，本实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置，用于成组的多个双齿轮的同时啮合性测量，包括设置在底座300上的定位压紧机构100和百分表测量机构200，定位压紧机构100包括用于支撑待测双齿轮的双齿轮定位部101、定位齿102和定位齿支承部103，定位齿支承部103包括第一定位齿支承部和第二定位齿支承部，第一定位齿支承部和第二定位齿支承部分别位于双齿轮定位部101的两侧，定位齿102包括第一定位齿1021和第二定位齿1022，第一定位齿1021安装于第一定位齿支承部上并朝向待测双齿轮的被动齿轮方向布设，第二定位齿1022安装于第二定位齿支承部上并朝向待测双齿轮的主动齿轮方向布设，第一定位齿1021用于与待测双齿轮的被动齿轮啮合定位，第二定位齿1022用于与待测双齿轮的主动齿轮啮合定位，百分表测量机构200设置于待测双齿轮的被动齿轮所在一侧的齿轮轴端，用于分别测量同组的多个双齿轮以判断是否满足同时啮合的相对轴向位置差要求。

发明人长期实践过程中得出：双齿轮“0”位存在角相差，要满足成组的多个双齿轮与输入、输出齿轮同时啮合，则双齿轮啮合位置存在轴向位置差，且相同角向差的双齿轮同时啮合的轴向位置差相同。一组双齿轮副中两对双齿轮的被动齿轮的“0”位角相差最大为1.13’，若三对双齿轮同时啮合，双齿轮轴向位置最大相差不能超过0.32mm。本实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置利用两个定位齿与双齿轮啮合模拟双齿轮的实际工作啮合情况，其中定位压紧机构能够确保待测双齿轮与第一定位齿、第二定位齿处于正确啮合位置，减少测量过程中因啮合位置不稳定与实际工作啮合情况产生偏差的几率；第一定位齿和第二定位齿与双齿轮的相对位置布置可以适应斜齿双齿轮的同时啮合性检测；采用百分表测量机构测量出了三对双齿轮为满足同时啮合的装配的相对轴向位置差，进而可通过测量得到的相对轴向位置差，选择合适的调整垫，消除双齿轮的角向差影响，保证三对双齿轮工作时的同时啮合性，降低了单个双齿轮的磨损程度，提高了它的使用寿命，消除了单个双齿轮受力超过设计阈值的情况，避免了齿牙折断事故，提高了双齿轮传动的可靠性。

本实施例中，双齿轮定位部101包括用于固定待测双齿轮的第一v型块1011和第二v型块1012，以使待测双齿轮保持水平并满足待测双齿轮与定位齿102的位置要求。v型块的一条边利用螺钉螺母固定在底座300上，另一条边作为双齿轮轴心的支承部，v型块优选为直角v型块。如图4所示，第一v型块1011用于从底部支撑在待测双齿轮上靠近主动齿轮一端的轴颈上；第二v型块用于从底部支撑在待测双齿轮上处于主动齿轮与被动齿轮之间的中部轴套(或中部齿轮轴)上。可选地，在底座300上沿第一v型块1011和第二v型块1012的安装方向设置多个安装孔，第一v型块1011和第二v型块1012通过螺钉螺母固定到底座300上，测量时，根据待测双齿轮的轴向尺寸选择第一v型块1011和第二v型块1012的安装位置，以使双齿轮的同时啮合性测量装置适应不同型号的双齿轮。

本实施例中，如图3a-3b所示，第一定位齿支承部和第二定位齿支承部的结构相同，定位齿支承部103包括支承座1031，支承座1031上设有滑槽1032，用于使相应的定位齿102在滑槽1032内定向滑动以方便待测双齿轮安装到位。定位齿102安装于滑槽1032内，可沿滑槽1032长度方向滑动，安装待测双齿轮到双齿轮定位部时，将定位齿102沿滑槽1032远离双齿轮定位部的方向滑动，从而留出足够的空间用于安装和固定双齿轮。可选地，在底座300上沿支承座1031的安装方向设置多个安装孔，支承座1031通过螺钉螺母固定到底座300上，测量时，根据待测双齿轮的主动齿轮和被动齿轮的位置，选择支承座1031的安装位置，以使第一定位齿1021和第二定位齿1022满足与双齿轮的主动齿轮和被动齿轮啮合的位置要求。

本实施例中，滑槽1032内部设置有用于迫使定位齿102朝向待测双齿轮方向移动的弹性部件1033和用于对与弹性部件1033相应的定位齿102进行轴向限位的挡销1034，以使相应的定位齿102回弹至正确啮合位置。

定位齿102沿滑槽1032滑动会拉伸弹性部件1033，弹性部件1033的弹力促使定位齿102复位，挡销1034抵挡在支承座1031的外侧，对定位齿复位的终点进行限定，由挡销1034到定位齿的工作面的长度即为零件的实际啮合尺寸。安装待测双齿轮到双齿轮定位部时，先将定位齿往啮合工作面的反方向滑动留出较大空隙，以方便待测双齿轮放入双齿轮定位部，由于双齿轮的主动齿轮和被动齿轮与第一定位齿、第二定位齿的啮合位置是相互对应的，当待测双齿轮的被动齿轮的“0”位齿工作面与第一定位齿啮合后，第二定位齿与双齿轮的主动齿轮的啮合齿槽就被唯一确定，为了确保双齿轮与两个定位齿的啮合位置均处于正确位置，前后轻轻转动双齿轮，第一定位齿和第二定位齿在弹性部件的弹性调整下会促使第一定位齿和第二定位齿位置发生微调从而与双齿轮处于正确的啮合位置。优选地，弹性部件1033为弹簧。定位齿102安装到位后，用螺柱1035和螺母1036将其与支承座1031固定。

本实施例中，如图3a-3b、图4所示，定位齿102的非工作面1024向中心偏移，以使定位齿102与待测双齿轮之间留有间隙以便于测量。定位齿102需要啮合同一组的多个双齿轮进行测量，定位齿的两个齿面均与双齿轮的齿面接触啮合，然而对于具有角相差的多个双齿轮，定位齿难以与每个双齿轮均实现两个齿面同时啮合，基于此，将定位齿的其中一个面确保其能与双齿轮的齿面接触，该面定义为定位齿的工作面1023，而将定位齿的相对于工作面1023的另一个面定义为非工作面1024，将定位齿102的非工作面1024去除部分材料来形成向中心偏移(即向非工作面内侧偏移)，如图4中所示，虚线为非工作面1024未偏移的轮廓位置，实线为非工作面1024向中心偏移之后的轮廓位置，定位齿102的非工作面1024向中心偏移，使定位齿与待测双齿轮之间留有间隙，这样定位齿102就能与具有不同角相差的双齿轮都能啮合。当双齿轮在没有接触到工作面的齿面时，周向来回轻轻旋转双齿轮，其会沿着螺旋方向移动(即百分表方向)，直至两个定位齿的工作面与双齿轮完全啮合，此时对百分表进行调0操作或读数。第一定位齿1021和第二定位齿1022的工作原理相同，均适用非工作面向中心偏移的结构设置。

本实施例中，如图5所示，百分表测量机构200包括对表块201、直表架202、百分表203和固定件204，直表架202固定在底座300上，测量时，百分表203用固定件204固定在直表架202上，百分表203的表头2031打在对表块201的工作端面并与待测双齿轮的轴线对齐。对表块接触双齿轮的被动齿轮的端面，此端面为双齿轮的定位基准面，百分表203置于直表架202中，通过固定件204拧紧，固定件204优选为滚花螺钉，使百分表203与直表架202刚性固定，保证测量精度。表头打在对表块端面，表头轴向与双齿轮轴向对齐，避免测量时表头受剪切力引起晃动而引起的测量误差。

本实施例中，如图1所示，底座300上设置有手柄400，以便于操作工搬运三对双齿轮同时啮合性测量装置。在其他实施例中，可以在底座300上安装滚轮，通过滚轮滚动移动三对双齿轮同时啮合性测量装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种双齿轮的同时啮合性测量方法，采用上述的双齿轮的同时啮合性测量装置进行测量，包括以下步骤：

s1、选择合适的定位齿102，定位齿102需满足：其齿形、齿向与待测双齿轮的工作啮合对象零件完全一致，且定位齿102的工作面与待测双齿轮的工作啮合对象零件的工作面位置一致，以保证双齿轮和定位齿102啮合时与双齿轮的实际工作啮合状态一致；

s2、将定位齿102、第一个双齿轮以及百分表测量机构200均安装到位，确保待测量的第一个双齿轮与第一定位齿1021及第二定位齿1022同时啮合；

将定位齿102、待测量的第一个双齿轮以及百分表测量机构200均安装到位包括以下步骤：

将双齿轮的被动齿轮的“0”位齿工作面和第一定位齿1021对准啮合，此时第二定位齿1022啮合双齿轮的主动齿轮的齿槽位置被确定，

将第一定位齿1021和第二定位齿1022固定使其处于工作状态，

将待测双齿轮由被动齿轮方向往主动齿轮方向推动，此时待测双齿轮与定位齿处于非工作状态，来回转动双齿轮，直到双齿轮不能移动，则双齿轮与第一定位齿1021和第二定位齿1022同时啮合；

s3、将百分表测量机构200读数调0；

s4、将剩余的待测双齿轮重复步骤s2，分别记录百分表测量机构200的测量数据，该测量数据则为成组的多个双齿轮同时啮合时的轴向位置差。

双齿轮“0”位存在角相差，要满足三对双齿轮与输入、输出齿轮同时啮合，则双齿轮啮合位置存在轴向位置差，且相同角向差的双齿轮同时啮合的轴向位置差相同。一组双齿轮副中两对双齿轮的被动齿轮的“0”位角相差最大为1.13’，若三对双齿轮同时啮合，双齿轮轴向位置相差不能超过0.32mm。第一个待测双齿轮是用于调整测量基准，使百分表测量机构处于0位。如果步骤s4中剩余的待测双齿轮的测量数据不大于0.32mm，则说明该三对双齿轮工作啮合时能够同时啮合输入齿轮和输出齿轮。

本实施例中，检查测量数据是否大于0.32mm，若否，则说明双齿轮角相差满足要求，该组多个双齿轮能够同时啮合，若是，则说明测量的三对双齿轮角相差不满足要求；

如果三对双齿轮角相差不满足要求时，此时需进一步检查测量数据是否大于1mm，存在以下两种情况：

a)测量数据大于0.32mm但小于1mm，则说明三对双齿轮不满足图纸要求，需要对双齿轮进行重新选配分组；

b)测量数据大于1mm，则说明双齿轮的被动齿轮的“0”位标记错误，选择被动齿轮的“0”位齿左右各一个齿工作面与第一定位齿啮合，按照步骤s2至s4重新测量。若重新测量发现测量数据小于0.32mm，则证明双齿轮的被动齿轮的“0”位齿标记错误。

通过本实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置对一组多个双齿轮进行轴向位置差的测量，根据测量数据可以直观判断所测量的多个双齿轮实际工作时能否同时啮合输入齿轮和输出齿轮，若不能同时啮合，可以根据测量数据选择合适的调整垫，消除双齿轮的角相差影响，从而保证多个双齿轮工作时同时啮合，其降低了单对双齿轮的磨损程度，延长了其使用寿命，消除了单对双齿轮受力超过设计阈值的情况，避免了不能同时啮合时可能导致的齿牙折断事故，提高了双齿轮传动的可靠性。另一方面，通过本实施例的双齿轮的同时啮合性测量装置对一组多个双齿轮进行轴向位置差的测量，可以对双齿轮分组不正确、双齿轮“0”位齿标记错误进行鉴别。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。