錐齒輪面錐量具及面錐角度誤差和交點位置的測量方法
2023-07-11 07:37:16 2
專利名稱：錐齒輪面錐量具及面錐角度誤差和交點位置的測量方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測儀器，尤其是一種錐齒輪面錐量具。此外，本發明還涉及一種面錐角度誤差的檢測方法以及一種面錐交點位置的測量方法。
背景技術：
在錐齒輪加工完畢後，需要檢測錐齒輪的面錐的角度和面錐的交點，面錐的交點位置為面錐的交點距離基準面的距離。以此判斷錐齒輪是否合格。傳統的檢測方法是製作一個面錐卡板，面錐卡板具有梯形的缺口，這個缺口正是標準的錐齒輪面錐角度，因此只要面錐卡板能夠匹配卡在錐齒輪錐面上即表面錐齒輪的面錐角度合格。然而，由於在操作的過程中，操作者難以保證面錐卡板位於錐齒輪軸線的面上，也就是面錐卡板很可能是傾斜測量的，這就加大了操作的難度。而且面錐卡板無法讀數，因此錐齒輪錐面的誤差角度是無法測得的，這樣就無法通過具體的誤差數來調整加工工藝。
正弦規是利用正弦定義測量角度和錐度等的量規。它主要由一鋼製長方體和固定在其兩端的兩個相同直徑的鋼圓柱體組成。兩圓柱的軸心線距離L 一般為100毫米或200 毫米。在直角三角形中，sina =H/L，式中H為量塊組尺寸，按被測角度的公稱角度算得；L 為正弦規置物板的尺寸；因此倘若圓錐的角度為設計的公稱角度，則圓錐的母線與正弦規的底面平行，即母線是水平的。由於誤差的存在母線必然傾斜，此時根據一個測微儀在兩端的示值之差可求得被測角度的誤差。雖然正弦規能夠測得錐齒輪錐面的讀數，但是在測量時需要同一個基準，即需採用同一個測微儀從錐面的一端移動到另一端，這在移動的過程中極其容易造成測微儀的安裝位置改變，從而使得測得的數據誤差較大。而且正弦規也沒有專門安裝錐齒輪的夾具，這就難以保證錐齒輪安裝到正確的位置。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種減少測量誤差的錐齒輪面錐量具。
本發明解決其技術問題所採用的錐齒輪面錐量具，包括由底板、量塊、置物板、前圓柱與後圓柱組成的正弦規，所述量塊垂直放置在所述底板上，所述後圓柱放置在所述底板上，所述前圓柱放置在所述量塊上，所述置物板放置在所述前圓柱與所述後圓柱上，所述置物板、所述量塊與所述底板形成一個直角三角形，還包括至少兩個千分表和校零塊，所述校零塊設置在所述底板上，所述校零塊的上表面與所述底板的上表面平行。
進一步的是，還包括夾持件，所述夾持件設置在所述置物板上。
進一步的是，夾持件包括夾持部與頂緊部，所述夾持部正對所述頂緊部的側面設置有容納缺口，所述容納缺口的橫截面為等腰三角形或等腰梯形，並且該等腰三角形或等腰梯形的對稱線平行於所述置物板的上表面，所述頂緊部上設置有朝向容納缺口的頂緊件。
進一步的是，還包括底座，所述正弦規通過底板設置在底座上。
進一步的是，底座上垂直設置有支撐杆，所述支撐杆上設置有橫杆，所述橫杆通過夾持部件設置在所述支撐杆上，所述夾持部件的兩端分別有一個的夾具並且這兩個夾具相互垂直，所述千分表設置在所述橫杆上。
進一步的是，校零塊呈L形。
進一步的是，千分表設置有兩個，所述校零塊的頂部具有兩個凸起，並且這兩個凸起的頂面形成所述校零塊的上表面。
本發明另一個要解決的技術問題是提供一種減少測量誤差的面錐角度誤差的測量方法。
本發明還提供了一種面錐角度誤差的測量方法，包括以下步驟
A、將待測齒輪安裝到置物板上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板的上表面平行；
B、利用校零塊的上表面將各個千分表校零，使得各個千分表均具有相同的初始值；
C、利用各個千分表測量面錐上各個待測的點；
D、選取兩個千分表，以A表、B表標識，根據A、B兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『 :ΤαΦ '=aA -B3B1J_/
式中=A3A1——A表實測讀數；
B3B1——B表實測讀數；
L——A、B表測點間距；
β 『——角度誤差。
本發明再一個要解決的技術問題是提供一種減少測量誤差的面錐交點位置的測量方法。
本發明還提供了一種面錐交點位置的測量方法，包括以下步驟
Α、將待測齒輪安裝到置物板上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板的上表面平行；
B、利用校零塊的上表面將各個千分表校零，使得各個千分表均具有相同的初始值；
C、利用各個千分表測量面錐上各個待測的點；
D、選取兩個千分表，以A表、B表標識，根據Α、Β兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『 :Ταηβ'=Α^~Β J_/
式中=A3A1——A表實測讀數；
B3B1——B表實測讀數；
L——A、B表測點間距；
β 『——角度誤差。
Ε、再利用角度誤差β 『代入下式計算0' N，實際的面錐交點值即為0' N+LnA2A1-COty ^ Ln-L2
cos a_cosatanag;ot β' +1
式中Ln——在公差範圍內齒輪面錐交點的最小值；
L2——齒輪定位基準面距離A表測點在齒輪軸線上垂直投影的最短距離；
A3A1——A表實測讀數；
β 『——角度誤差；
α——面錐公稱角度；
本發明的有益效果是由於在測量前首先將多個千分表對零，即利用校零塊將多個千分表調節到零位，此時再利用多個千分表同時測量錐齒輪面錐的多個部位，千分表之間的差值即為偏差。在採用本方案後，無需再移動千分表來測量，這就防止了因為移動產生的誤差，增加了測量精度。錐齒輪可以利用具有等腰三角形或等腰梯形容納缺口的夾持件安裝，這樣就保證了錐齒輪的軸線為於等腰三角形或等腰梯形的對稱平面上，即在錐齒輪安裝後軸線與置物板的上表面平行，因此安裝就非常方便，而且能保證錐齒輪的安裝位置度。正弦規可以安裝到底座上，從而方便移動，千分表也可以通過支撐杆和橫杆設置在底板上，因此千分表和正弦規的相對位置可以隨時改動，滿足不同類型的錐齒輪。
圖1是本發明的結構示意圖2是本發明的主視圖3是右視圖4是校零塊的示意圖5是夾持部的示意圖6是測量原理圖中零部件、部位及編號正弦規1、底板11、量塊12、置物板13、前圓柱14、後圓柱15、千分表2、校零塊3、凸起31、底座4、支撐杆5、橫杆6、夾持件7、頂緊部71、夾持部72、 容納缺口 73、錐齒輪8。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所示，本發明包括由底板11、量塊12、置物板13、前圓柱14與後圓柱15組成的正弦規1，所述量塊12垂直放置在所述底板11上，所述後圓柱15放置在所述底板11 上，所述前圓柱14放置在所述量塊12上，所述置物板13放置在所述前圓柱14與所述後圓柱15上，所述置物板13、所述量塊12與所述底板11形成一個直角三角形，還包括至少兩個千分表2和校零塊3，所述校零塊3設置在所述底板11上，所述校零塊3的上表面與所述底板11的上表面平行。千分表2當然可以使用其它測微儀代替，以滿足不同的需要。在使用時，選用合適的量塊12，使得量塊12所對的角度與所需測量錐齒輪8的標準面錐角度相等，即在直角三角形中，置物板13的長度不變，已知量塊12所對的標準工藝角度，利用正弦原理即可算的量塊12的高度。此時將待測錐齒輪8夾持到置物板13上，調節使得待測錐齒輪8的軸線與置物板13的上表面平行，倘若錐齒輪8符合工藝要求，即錐齒輪軸線與母線的角度為標準的工藝角度，則錐齒輪8的母線與正弦規1的底板11上表面平行，具體可參見圖2。在夾持好錐齒輪8後，將所有千分表2利用校零塊3對零，千分表2的數量根據需測定的點數確定，不少於兩個，由於校零塊3的上表面與底板11上表面是平行的，因此校零塊3可將所有千分表2的連線與底板11上表面平行，並且所有的千分表2均具有相同的零位，校零塊3最好高度和理論的錐齒輪8上母線高度一樣，這樣就更加方便的移動千分表 2。最後即可將所有千分表2同時測量錐齒輪8的上母線，倘若錐齒輪8的角度具有偏差， 則千分表2之間的讀數必然不同，利用讀數的差值即可算出錐齒輪8的面錐角度。從上述的測試過程中可以看出，千分表2在測試中實際上是無需移動的，其基準零位是由校零塊3 來校對，這樣既保證了千分表2具有相同的初始零位，也防止了因為移動而造成的偏差，從而提高了測量精度。實際上此時對操作者的要求也相應的降低。
為了便於夾持錐齒輪8，如圖1所示，還包括夾持件7，所述夾持件7設置在所述置物板13上。
具體的，參見圖3和圖5，夾持件7包括夾持部與頂緊部71，所述夾持部72正對所述頂緊部71的側面設置有容納缺口 73，所述容納缺口 73的橫截面為等腰三角形或等腰梯形，並且該等腰三角形或等腰梯形的對稱線平行於所述置物板13的上表面，所述頂緊部71 上設置有朝向容納缺口 73的頂緊件。在使用時，將錐齒輪8的圓柱端放入到容納缺口 73 中，再驅動頂緊件將錐齒輪8頂緊。由於容納缺口 73為等腰三角形或等腰梯形，因此錐齒輪8在放入其中後其軸線必然在容納缺口 73的對稱平面內，對稱平面即由等腰三角形或等腰梯形的所有對稱線形成的平面，而由於對稱線均平行於置物板13的上表面，因此錐齒輪 8的軸線必然也平行於置物板13的上表面。從上面的操作過程可以看出，錐齒輪8在安裝到夾持件7上時無需調試，即可保證錐齒輪8的軸線與置物板13的上表面平行，由此進行的操作就非常簡單，減少了調試的時間，提高了工作效率。
為了便於設置正弦規1與千分表2，如圖1所示，還包括底座4，所述正弦規1通過底板11設置在底座4上。通過底座4即可固定正弦規1與千分表2的相對位置，即使在移動整個量具也不會改變正弦規1與千分表2的相對位置，也就是在測量過程如果發生意外碰撞也不會影響測量。
為了便於調節千分表2的相對位置，如圖1、圖2、圖3所示，底座4上垂直設置有支撐杆5，所述支撐杆5上設置有橫杆6，所述橫杆6通過夾持部件設置在所述支撐杆5上， 所述夾持部件的兩端分別有一個的夾具並且這兩個夾具相互垂直，所述千分表2設置在所述橫杆6上。在使用時，鬆開支撐杆5上的夾具即可調節千分表2的高度，鬆開橫杆6上的夾具即可調節千分表2的橫向位置。這樣在測試不同規格的錐齒輪8的情況下非常容易操作。
具體的，如圖4所示，校零塊3呈L形。校零塊3作為多個千分表2的基準工具， 因此其與正弦規1的底板11的相對位置非常重要。L形的校零塊3具有較長的底面，這樣的底面在設置到底板11上時貼合的面積就更大，以此保證校零塊3的平齊，即校零塊3的上表面與底板11上表面平行度更高。
具體的，如圖1、圖4所示，千分表2設置有兩個，所述校零塊3的頂部具有兩個凸起31，並且這兩個凸起31的頂面形成所述校零塊3的上表面。在對零時，一個凸起31對應一個千分表2。僅有的兩個凸起31在加工時更容易保證共面，從而有效的提高對零精度。
以下實施例均可參見圖6，圖6中各線段及角度標識如下
MM』——面錐交點最大值時面錐最大角度的母線，即面錐上極限；
NN'——面錐交點最小值時面錐最小角度的母線，即面錐下極限；
0』0」——實際測出的齒輪面錐母線
00，——齒輪軸線；
A3A1——A表實測讀數；
B3B1——B表實測讀數；
L ——A、B表測點間距；
β 『——角度誤差；
Ln——在公差範圍內齒輪面錐交點的最小值；
L2——齒輪定位基準面距離面錐在最小極限ΝΝ』時A表在齒輪上的測點的最短距離，也就是A表測點投影到ΝΝ』上後與齒輪定位基準面的最短距離；
α——面錐公稱角度。
實施例一
利用錐齒輪面錐量具的面錐角度誤差的測量方法，包括以下步驟
Α、將待測齒輪安裝到置物板13上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板13的上表面平行；
B、利用校零塊3的上表面將各個千分表2校零，使得各個千分表2均具有相同的初始值；
C、利用各個千分表2測量面錐上各個待測的點；
D、選取兩個千分表2，以A表、B表標識，根據A、B兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『 :ΤαΦ '=aA -B3B1J_/
式中=A3A1——A表實測讀數；
B3B1——B表實測讀數；
L——A、B表測點間距；
β 『——角度誤差。
通常情況下，採用兩個千分表2即可完成測量，若需更為精確的數據，則可使用兩個以上的千分表2進行測量，每兩個千分表2形成一組測量數據，利用多組數據進行統計， 從而測得更為精確的數據。A表、B表僅標識選中的兩個千分表2，而不代表特定的千分表 2。
實施例二
利用錐齒輪面錐量具的面錐交點位置的測量方法，包括以下步驟
Α、將待測齒輪安裝到置物板13上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板13的上表面平行；
B、利用校零塊3的上表面將各個千分表2校零，使得各個千分表2均具有相同的初始值；
C、利用各個千分表2測量面錐上各個待測的點；
D、選取兩個千分表2，以A表、B表標識，根據A、B兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『J_/
式中=A3A1——A表實測讀數；
B3B1——B表實測讀數；
L——A、B兩表測點間距；
β 『——角度誤差。
Ε、再利用角度誤差β 『代入下式計算0' N，實際的面錐交點值即為0' N+Ln
權利要求
1.錐齒輪面錐量具，包括由底板(11)、量塊(12)、置物板(13)、前圓柱(14)與後圓柱 (15)組成的正弦規(1)，所述量塊(1 垂直放置在所述底板(11)上，所述後圓柱(15)放置在所述底板(11)上，所述前圓柱(14)放置在所述量塊(1 上，所述置物板(13)放置在所述前圓柱(14)與所述後圓柱(1 上，所述置物板(13)、所述量塊(1 與所述底板(11) 形成一個直角三角形，其特徵在於還包括至少兩個千分表( 和校零塊(3)，所述校零塊 (3)設置在所述底板(11)上，所述校零塊(3)的上表面與所述底板(11)的上表面平行。
2.如權利要求1所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於還包括夾持件(7)，所述夾持件 (7)設置在所述置物板(1 上。
3.如權利要求2所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於所述夾持件(7)包括夾持部與頂緊部(71)，所述夾持部m正對所述頂緊部(71)的側面設置有容納缺口(73)，所述容納缺口(7 的橫截面為等腰三角形或等腰梯形，並且該等腰三角形或等腰梯形的對稱線平行於所述置物板(1 的上表面，所述頂緊部(71)上設置有朝向容納缺口(7 的頂緊件。
4.如權利要求1所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於還包括底座G)，所述正弦規(1)通過底板(11)設置在底座(4)上。
5.如權利要求4所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於所述底座(4)上垂直設置有支撐杆(5)，所述支撐杆( 上設置有橫杆(6)，所述橫杆(6)通過夾持部件設置在所述支撐杆( 上，所述夾持部件的兩端分別有一個的夾具並且這兩個夾具相互垂直，所述千分表(2)設置在所述橫杆(6)上。
6.如權利要求1所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於所述校零塊(3)呈L形。
7.如權利要求1至6任一權利要求所述的錐齒輪面錐量具，其特徵在於所述千分表 (2)設置有兩個，所述校零塊(3)的頂部具有兩個凸起(31)，並且這兩個凸起(31)的頂面形成所述校零塊(3)的上表面。
8.採用如權利要求1所述錐齒輪面錐量具的面錐角度誤差的測量方法，其特徵在於包括以下步驟A、將待測齒輪安裝到置物板(13)上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板(13)的上表面平行；B、利用校零塊(3)的上表面將各個千分表( 校零，使得各個千分表( 均具有相同的初始值；C、利用各個千分表( 測量面錐上各個待測的點；D、選取兩個千分表O)，以A表、B表標識，根據A、B兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『 :ΤαΦ '=aA -B3B1J_/式中=A3A1——A表實測讀數； B3B1——B表實測讀數；L——A、B表測點間距； β 』——角度誤差。
9.採用如權利要求1所述錐齒輪面錐量具的面錐交點位置的測量方法，其特徵在於包括以下步驟A、將待測齒輪安裝到置物板(13)上，並使待測齒輪的軸線與所述置物板(13)的上表面平行；B、利用校零塊(3)的上表面將各個千分表( 校零，使得各個千分表( 均具有相同的初始值；C、利用各個千分表( 測量面錐上各個待測的點；D、選取兩個千分表(2)，以A表、B表標識，根據A、B兩表讀數，按下式計算出兩點之間的角度誤差β 『 :Ταηβ'=Α^~Β J_/式中=A3A1——A表實測讀數； B3B1——B表實測讀數；L——A、B表測點間距； β 』——角度誤差。Ε、再利用角度誤差β 『代入下式計算0' N，實際的面錐交點值即為0' N+Ln A2A1-COty ^ Ln-L2cos a_cosatanag;ot β' +1式中Ln——在公差範圍內齒輪面錐交點的最小值；L2——齒輪定位基準面距離A表測點在齒輪軸線上垂直投影的最短距離； A3A1——A表實測讀數； β 『——角度誤差； α——面錐公稱角度。
全文摘要
本發明公開了一種檢測儀器，尤其是一種錐齒輪面錐量具。本發明提供了一種減少測量誤差的錐齒輪面錐量具，包括由底板、量塊、置物板、前圓柱與後圓柱組成的正弦規，所述量塊垂直放置在所述底板上，所述後圓柱放置在所述底板上，所述前圓柱放置在所述量塊上，所述置物板放置在所述前圓柱與所述後圓柱上，所述置物板、所述量塊與所述底板形成一個直角三角形，還包括至少兩個千分表和校零塊，所述校零塊設置在所述底板上，所述校零塊的上表面與所述底板的上表面平行。由於在測量前首先將多個千分表對零，即利用校零塊將多個千分表調節到零位，此時再利用多個千分表同時測量錐齒輪面錐的多個部位，千分表之間的差值即為偏差。
文檔編號G01B5/24GK102506670SQ20111035677
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者嚴智毅, 楊忠學, 楊霞, 汪紅明, 肖強, 謝玉柱, 鄧傑, 郭凱 申請人:中國長安汽車集團股份有限公司四川建安車橋分公司