大型齒輪測量儀的製作方法

2023-07-10 04:29:01 3

專利名稱：大型齒輪測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於齒輪測量技術領域，具體涉及一種大型齒輪測量儀。
背景技術：
隨著大型及超大型齒輪製造水平的提高，迫使齒輪測量水平和檢測精度也要隨之 提高，而已有的齒輪測量儀難以滿足大型及超大型齒輪的測量水平和檢測精度，主要原因 是由於大型及超大型齒輪負載大，一方面大負載及負載的變化量易引起測量儀器整體機構 的變形；二是迴轉工作檯在大負載運動時，難以保證具有高精度和高靈敏度；三是大質量 工件轉動時的大慣性將對控制系統參數產生影響。

實用新型內容本實用新型解決的技術問題提供一種大型齒輪測量儀，由相互獨立的三坐標測 量裝置、液體靜壓迴轉工作檯及尾架立柱裝置三部分組成，液體靜壓迴轉工作檯能夠承載 大質量負載；分體式結構能夠減小負載質量對測量精度的影響，從而滿足對大質量、大慣量 齒輪進行精密測量的目的。本實用新型採用的技術方案一種大型齒輪測量儀，所述齒輪測量儀由相互獨立 的測量裝置和迴轉工作檯並排組合而成，且測量裝置位於迴轉工作檯的一側；所述迴轉工作檯通過液體靜壓導軌支承及液體靜壓軸承定心裝配在迴轉工作檯 底座上；所述迴轉工作檯通過安裝在迴轉工作檯底座上的雙蝸杆消隙傳動機構驅動。所述測量裝置為三坐標測量裝置。所述齒輪測量儀還包括一獨立的尾架立柱裝置，使尾架立柱裝置與測量裝置及回 轉工作檯並排組合在一起，且尾架立柱裝置位於迴轉工作檯的另一側。所述迴轉工作檯的底板水平固定在迴轉工作檯底座上，底板上裝配有靜壓板，靜 壓板的內孔和上下兩個端面均設有靜壓油腔，旋轉臺面下端的環形端面與靜壓板的上端面 貼合，通過靜壓板上端面的靜壓油腔形成的液體靜壓導軌支撐旋轉臺面和工件，旋轉臺面 的下端有一個插入靜壓板內孔的定心圓柱，通過內孔上的靜壓油腔形成的液體靜壓軸承保 證旋轉臺面的迴轉精度；在旋轉臺面的定心圓柱下端安裝著壓板，壓板的上端面與靜壓板 的下端面貼合，靜壓油腔的壓力作用在壓板上，形成閉式液體靜壓導軌；所述雙蝸杆消隙傳動機構由雙聯蝸輪、主傳動蝸杆和消隙蝸杆及伺服電機組成， 雙聯蝸輪安裝固定在旋轉臺面的側壁上，蝸杆座固定在迴轉工作檯底座上，伺服電機的殼 體安裝在蝸杆座上，主傳動蝸杆、消隙蝸杆支撐在蝸杆座上，且消隙蝸杆位於主傳動蝸杆下 方；主傳動蝸杆上安裝的齒輪與消隙蝸杆上安裝的同步齒輪相嚙合；伺服電機的輸出軸通 過聯軸器與主傳動蝸杆相聯接；主傳動蝸杆及消隙蝸杆與雙聯蝸輪相嚙合。所述底板的中心處安裝著光柵支座，圓光柵的外殼固定在光柵支座上，圓光柵的 旋轉軸環與圓光柵連接器相連接，圓光柵連接器通過連接板與旋轉臺面相連接。[0012]所述主傳動蝸杆由向心推力球軸承組1支撐在蝸杆座上，消隙蝸杆由向心推力球 軸承組II支撐在蝸杆座上；所述消隙蝸杆左端依次套裝有螺母、推力軸承、蝶形彈簧座和 位於蝶形彈簧座內的蝶形彈簧組，且蝶形彈簧座通過導向銷支撐在蝸杆座上。所述旋轉檯面上同軸安裝有頂尖座，頂尖座上安裝有頂尖II。所述測量裝置的測量底座上設置有通過伺服電機驅動、直線光柵尺定位、可左右 直線運動的託盤；所述託盤上設置有通過直線電機I驅動、直線光柵尺I定位、可前後直線 運動的託板I ；所述託板I上固定有測量立柱，在測量立柱正面設置有通過直線電機II驅 動、直線光柵尺II定位、可上下直線運動的滑板；所述滑板上設置有通過直線電機III驅 動、直線光柵尺III定位、可左右直線運動的滑塊，在滑塊上裝配有測量臂，在測量臂前端 安裝有三維模擬量測頭。所述尾架立柱裝置的尾架立柱底座上設置有通過直流調速電機驅動、可左右方向 直線移動的託板II，託板II上固定有尾架立柱，在尾架立柱的內側設置有可上下直線移動 的尾架，在尾架右端安裝有可上下伸縮的頂尖I。所述託板I底面的滑塊上集成有氣動夾緊裝置，所述滑板內端面的滑塊上集成有 氣動夾緊裝置。本實用新型與現有技術相比具有的優點和效果1、本實用新型迴轉工作檯採用液體靜壓軸承定心，液體靜壓導軌支承，可以承載 大質量的齒輪工件，而且迴轉工作檯底座與測量底座分體，大型齒輪的質量直接作用於基 礎地基，不會引起測量底座的變形，減小大型被測齒輪的質量對於測頭運動精度的影響，提 高大齒輪的測量水平和檢測精度。2、本實用新型迴轉工作檯採用雙蝸杆消隙傳動機構驅動，提高迴轉工作檯運動的 平穩性、高精度和高靈敏度，降低大質量工件轉動時的大慣性對控制系統參數產生的影響， 滿足對大質量、大慣量齒輪進行精密測量的目的。

圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型結構後視圖；圖3為本實用新型迴轉工作檯的結構示意圖；圖4為本實用新型雙蝸杆消隙傳動機構的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖1、2、3、4描述本實用新型的一種實施例。一種大型齒輪測量儀，由相互獨立的三坐標測量裝置36、迴轉工作檯22及尾架立 柱裝置37並排組合而成，且三坐標測量裝置36、尾架立柱裝置37位於迴轉工作檯22的兩 側。迴轉工作檯22通過液體靜壓導軌支承及液體靜壓軸承定心裝配在迴轉工作檯底座7 上；迴轉工作檯22通過安裝在迴轉工作檯底座7上的雙蝸杆消隙傳動機構驅動。迴轉工作檯22的底板101水平固定在迴轉工作檯底座7上，底板101上裝配有靜 壓板104，靜壓板104的內孔116和上下兩個端面均設有靜壓油腔117，旋轉臺面108下端 的環形端面與靜壓板104的上端面貼合，通過靜壓板104上端面的靜壓油腔117形成的液體靜壓導軌支撐旋轉臺面108和工件，旋轉臺面108的下端有一個插入靜壓板104內孔116 的定心圓柱118，通過內孔116上的靜壓油腔117形成的液體靜壓軸承保證旋轉臺面108的 迴轉精度；在旋轉臺面108的定心圓柱118下端安裝著壓板102，壓板102的上端面與靜壓 板104的下端面貼合，靜壓油腔117的壓力作用在壓板102上，形成閉式液體靜壓導軌；所 述底板101的中心處安裝著光柵支座103，圓光柵109的外殼固定在光柵支座103上，圓光 柵109的旋轉軸環與圓光柵連接器110相連接，圓光柵連接器110通過連接板113與旋轉 臺面108相連接。圓光柵109用於旋轉臺面108的伺服反饋控制以及齒輪測量時的位置檢 測。旋轉臺面108上同軸安裝有頂尖座112，頂尖座112上安裝有頂尖11111，用於軸 齒輪的測量以及藉助於芯軸安裝的較小直徑的盤型齒輪的測量；較大的盤型齒輪可以直接 安裝在旋轉臺面108上。雙蝸杆消隙傳動機構由雙聯蝸輪105、主傳動蝸杆107和消隙蝸杆106及伺服電 機201組成。雙聯蝸輪105安裝固定在旋轉臺面108的側壁上，蝸杆座216固定在迴轉工 作臺底座7上，伺服電機201的殼體通過連接座203安裝在蝸杆座216上。主傳動蝸杆107 由向心推力球軸承組I 204、208支撐在蝸杆座216上，消隙蝸杆106由向心推力球軸承組 11215、219支撐在蝸杆座216上，且消隙蝸杆106位於主傳動蝸杆107下方。主傳動蝸杆107 上安裝的齒輪205與消隙蝸杆106上安裝的同步齒輪218相嚙合，二者傳動速比為1 1， 保證兩根蝸杆同步轉動。伺服電機201的輸出軸通過聯軸器202與主傳動蝸杆107相聯 接；主傳動蝸杆107及消隙蝸杆106與雙聯蝸輪105相嚙合帶動旋轉臺面108轉動。所述 消隙蝸杆106左端依次套裝有螺母211、推力軸承212、蝶形彈簧座210和位於蝶形彈簧座 210內的蝶形彈簧組213，且蝶形彈簧座210通過導向銷214支撐在蝸杆座216上，使蝶形 彈簧座210隻能沿消隙蝸杆106的軸線方向移動，蝶形彈簧組213通過蝶形彈簧座210、推 力軸承212、螺母211給消隙蝸杆106施加一軸向力，保證兩組蝸輪副消隙傳動。三坐標測量裝置36的測量底座1上設置有兩根直線導軌I 5，直線導軌I 5的滑 塊與託盤2相連接，所述兩根直線導軌I 5之間還設置有一根滾珠絲杆4，滾珠絲杆4 一端 連接著伺服電機6，另一端的絲杆螺母連接託盤2，在測量底座1上還安裝有直線光柵尺3， 直線光柵尺3的讀數頭與託盤2相連接；所述託盤2上裝配有兩根直線導軌1130，直線導軌 1130的滑塊與託板I 11相連接；在託盤2上兩根直線導軌1130之間安裝著直線電機I 31 的定子，直線電機I 31的動子與託板I 11相連接，拖動託板I 11沿前後方向運動；在託板 I 11上還安裝了集成於直線導軌II 30滑塊上的氣動夾緊裝置，在託盤2上還安裝了直線 光柵尺I 29，直線光柵尺I四的讀數頭與託板I 11相連接；在託板I 11上裝配有測量立 柱12，在測量立柱12正面設置兩根直線滾珠導軌119，直線滾珠導軌I 19的滑塊連接滑板 15;在測量立柱12上還安裝了直線電機II 13的定子，直線電機II 13的動子與滑板15相 連接，在滑板15上還安裝了集成於直線滾珠導軌I 19滑塊上的氣動夾緊裝置，在測量立柱 12上還安裝了直線光柵尺II 35，直線光柵尺II 35的讀數頭與滑板15相連接，在測量立 柱12的背面設置兩根直線滾珠導軌II 33，直線滾珠導軌II 33的滑塊連接配重塊32，通 過鋼帶34將配重塊32與滑板15連接，保證重量平衡；在滑板15上裝配有滑塊18，滑塊18 可以沿兩根直線滾珠導軌III16左右方向運動，由直線電機III14直接驅動滑塊18運動， 由直線光柵尺III17檢測滑塊18的位置；在滑塊18上裝配有測量臂20，在測量臂20前端安裝三維模擬量測頭21。測量時伺服電機6帶動滾珠絲杆4旋轉時，絲杆螺母拖動託盤2沿左右方向運動， 用於測量不同直徑齒輪時測量立柱12位置的調整，當託盤2調整到不同的測量位置時，直 線光柵尺3檢測出託盤2的實際精確位置，以便使測頭21精確定位。直線電機I 31拖動 託板I 11沿前後方向運動，該運動為測量齒輪時的切向運動，參與齒形測量；當測量齒輪 螺旋線時，通過氣動夾緊裝置將託板I 11夾緊在託盤2上的直線導軌II 30上，可以提高 立柱的穩定性，進而提高齒輪螺旋線的測量精度；託盤2上的直線光柵尺I四的檢測數據 用於直線電機I 31的閉環控制，同時該數據還用於齒廓測量的數據處理。直線電機II 13 直接拖動滑板15沿垂直方向運動，該運動為測量齒輪時的軸向運動，參與齒輪螺旋線的測 量，當測量齒輪齒廓時，通過氣動夾緊裝置將滑板15夾緊在立柱12上的直線滾珠導軌I 19 上，可以提高齒輪齒廓的測量精度；立柱12上的直線光柵尺1135的檢測數據用於直線電機 1113的閉環控制，同時該數據還用於齒輪螺旋線測量的數據處理。直線電機III14直接驅 動滑塊18運動，由直線光柵尺III17檢測滑塊18的位置，該運動用於測量齒輪時三維模擬 量測頭21的伸縮與定位。尾架立柱裝置37的尾架立柱底座9上裝配有兩根直線導軌1118，直線導軌III8 的滑塊與託板1123相連接，在尾架立柱底座9上還安裝有梯形絲杆10，梯形絲杆10的一端 連接著直流調速電機觀，另一端的絲杆螺母連接著託板Π23 ；在託板1123上裝配著尾架立 柱25，在尾架立柱25的內側裝配有兩根直線導軌IVM，直線導軌IVM上的滑塊與尾架沈 相連接，使尾架26可以沿尾架立柱25上下移動，在尾架沈左側安裝有可上下伸縮的頂尖 I 27。直流調速電機28帶動絲杆10旋轉時，絲杆螺母拖動託板1123沿左右方向運動。 當測量大規格齒輪時，尾架立柱25位於迴轉工作檯22的遠端，當測量軸齒輪時，尾架立柱 25位於迴轉工作檯22的近端。尾架沈可以在尾架立柱上沿垂直方向移動，以適應不同頂 尖距的要求，頂尖I 27在尾架中可以進行一定量的伸縮，以保持一定的頂緊力。
權利要求1.一種大型齒輪測量儀，其特徵在於所述齒輪測量儀由相互獨立的測量裝置(36)和迴轉工作檯0 並排組合而成，且測 量裝置(36)位於迴轉工作檯02)的一側；所述迴轉工作檯0 通過液體靜壓導軌支承及液體靜壓軸承定心裝配在迴轉工作檯 底座(7)上；所述迴轉工作檯02)通過安裝在迴轉工作檯底座(7)上的雙蝸杆消隙傳動機構驅動。
2.根據權利要求1所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述測量裝置(36)為三坐標測量裝置。
3.根據權利要求1所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述齒輪測量儀還包括一獨 立的尾架立柱裝置(37)，使尾架立柱裝置(37)與測量裝置(36)及迴轉工作檯0 並排組 合在一起，且尾架立柱裝置(37)位於迴轉工作檯02)的另一側。
4.根據權利要求1、2或3所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述迴轉工作檯02)的底板(101)水平固定在迴轉工作檯底座(7)上，底板(101)上 裝配有靜壓板(104)，靜壓板(104)的內孔(116)和上下兩個端面均設有靜壓油腔(117)， 旋轉臺面(108)下端的環形端面與靜壓板(104)的上端面貼合，通過靜壓板(104)上端面 的靜壓油腔(117)形成的液體靜壓導軌支撐旋轉臺面(108)和工件，旋轉臺面(108)的下 端有一個插入靜壓板(104)內孔(116)的定心圓柱(118)，通過內孔(116)上的靜壓油腔 (117)形成的液體靜壓軸承保證旋轉臺面(108)的迴轉精度；在旋轉臺面(108)的定心圓 柱(118)下端安裝著壓板(102)，壓板(102)的上端面與靜壓板(104)的下端面貼合，靜壓 油腔(117)的壓力作用在壓板(102)上，形成閉式液體靜壓導軌；所述雙蝸杆消隙傳動機構由雙聯蝸輪(105)、主傳動蝸杆(107)和消隙蝸杆(106)及 伺服電機(201)組成，雙聯蝸輪(105)安裝固定在旋轉臺面(108)的側壁上，蝸杆座(216) 固定在迴轉工作檯底座(7)上，伺服電機O01)的殼體安裝在蝸杆座(216)上，主傳動蝸杆(107)、消隙蝸杆(106)支撐在蝸杆座(216)上，且消隙蝸杆(106)位於主傳動蝸杆(107) 下方；主傳動蝸杆(107)上安裝的齒輪Q05)與消隙蝸杆(106)上安裝的同步齒輪(218) 相嚙合；伺服電機(201)的輸出軸通過聯軸器(20 與主傳動蝸杆(107)相聯接；主傳動蝸 杆(107)及消隙蝸杆(106)與雙聯蝸輪(105)相嚙合。
5.根據權利要求4所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述底板(101)的中心處安 裝著光柵支座(103)，圓光柵(109)的外殼固定在光柵支座(10 上，圓光柵(109)的旋 轉軸環與圓光柵連接器(110)相連接，圓光柵連接器(110)通過連接板(11 與旋轉臺面(108)相連接。
6.根據權利要求4所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述主傳動蝸杆(107)由 向心推力球軸承組I (204)、(208)支撐在蝸杆座(216)上，消隙蝸杆(106)由向心推力球 軸承組IK215)、(219)支撐在蝸杆座016)上；所述消隙蝸杆(106)左端依次套裝有螺 母011)、推力軸承012)、蝶形彈簧座(210)和位於蝶形彈簧座O10)內的蝶形彈簧組 013)，且蝶形彈簧座(210)通過導向銷(214)支撐在蝸杆座(216)上。
7.根據權利要求4所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述旋轉臺面(108)上同軸 安裝有頂尖座(112)，頂尖座(112)上安裝有頂尖II (111)。
8.根據權利要求4所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述測量裝置(36)的測量底座(1)上設置有通過伺服電機(6)驅動、直線光柵尺C3)定位、可左右直線運動的託盤O)； 所述託盤( 上設置有通過直線電機1(31)驅動、直線光柵尺I 09)定位、可前後直線運 動的託板I (11)；所述託板I (11)上固定有測量立柱(12)，在測量立柱(1 正面設置有通 過直線電機11(13)驅動、直線光柵尺11(35)定位、可上下直線運動的滑板(15)；所述滑板 (15)上設置有通過直線電機111(14)驅動、直線光柵尺III (17)定位、可左右直線運動的 滑塊(18)，在滑塊(18)上裝配有測量臂(20)，在測量臂00)前端安裝有三維模擬量測頭 01)。
9.根據權利要求3所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述尾架立柱裝置(37)的 尾架立柱底座(9)上設置有通過直流調速電機08)驅動、可左右方向直線移動的託板 11 ,託板11 上固定有尾架立柱(25)，在尾架立柱0 的內側設置有可上下直線移 動的尾架(沈)，在尾架06)右端安裝有可上下伸縮的頂尖I (27)。
10.根據權利要求8所述的大型齒輪測量儀，其特徵在於所述託板I(Il)底面的滑塊 上集成有氣動夾緊裝置，所述滑板(1 內端面的滑塊上集成有氣動夾緊裝置。
專利摘要提供一種大型齒輪測量儀，所述齒輪測量儀由相互獨立的測量裝置和迴轉工作檯並排組合而成，且測量裝置位於迴轉工作檯的一側；所述迴轉工作檯通過液體靜壓導軌支承及液體靜壓軸承定心裝配在迴轉工作檯底座上；所述迴轉工作檯通過安裝在迴轉工作檯底座上的雙蝸杆消隙傳動機構驅動。本實用新型由相互獨立的三坐標測量裝置、液體靜壓迴轉工作檯及尾架立柱裝置三部分組成，液體靜壓迴轉工作檯能夠承載大質量負載；分體式結構能夠減小負載質量對測量精度的影響，從而滿足對大質量、大慣量齒輪進行精密測量的目的。
文檔編號G01B11/00GK201897470SQ20102060935
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者劉海燕, 田沙, 謝瑛, 郭寶安 申請人:陝西秦川機械發展股份有限公司