专利名称：短幅外摆线齿形误差测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于齿轮测试装置。
目前，机械行业在检测短幅外摆线齿形误差时，精密测量通常采用三座标测量机，测量精度高，但它是实验室设备，结构复杂，测量效率低，不便于在生产车间使用。在生产中通常采用测量齿顶到齿顶、齿顶到齿间的距离误差，这种方法测量误差大，不能全面反映整个齿廓的实际齿形误差。近几年发展了一种棒量法，如1981年3月第一机械工业部科学技术司和第一机械工业部科学研究院组织鉴定的棒量法，采用三根不同直径的标准测量棒来确定摆线齿形是否合格，这种方法较测量齿顶到齿顶、齿顶到齿间距离的方法，精度有所提高，但仍是离散数据，不能连续测量，精度仍较差，不便在齿轮生产中应用。
本实用新型的目的是提供一种能在齿轮生产中应用的精度较高的能连续测量的机械式短幅外摆线齿形误差测量装置。
下面结合实施例和附图对本实用新型作详细介绍。
图1为短幅外摆线齿形误差测量装置的轴侧投影图。
图2为短幅外摆线齿形误差测量装置的俯视图。
图3为图2中的A－A和E－E剖视图。
图4为图2中的B－B剖视图。
图5为图2中的C－C剖面图。
图6为图2中的D－D剖面图。
图7为横向滑枕的正视图。
图8为横向滑枕的俯视图。
图9为图7中的F－F剖视图。
图1－9中各部件的名称为1、机座；2、左纵向滑枕；3、左纵向滑枕左压板；4、左纵向滑枕右压板；5、纵向滑枕后连接板；6、基圆轮；7、压紧螺母；8、钢丝紧固机构；9、靠板；10、正弦尺定位销；11、正弦尺；12、右纵向滑枕；13、横向滑枕；14、瞬时中心销固定销；15、纵向滑枕前连接板；16、瞬时中心销；17、拨叉；18、测头；19、千分表固定座；20、千分表；21、翼形螺母；22、滚轮；23、正弦尺滑动销；24、正弦尺定位螺母；25、齿轮；26、轴承座；27、右手轮；28、摆线发生销销套；29、摆线发生销；30、滚轮销轴；31、左手轮安装板；32、左手轮；33、丝杠套；34、丝杠；35、钢丝；36、基圆轮轴套；37、定位销钉；38、内六角螺钉；39、正弦尺滑动销套；40、正弦尺固定螺栓；41、横向滑枕固定销；42、横向滑枕左支座导轨；43、横向滑枕右支座导轨；44、齿轮轴。
本实用新型的短幅外摆线齿形误差测量装置，包括机座、短幅外摆线发生及法线随动机构、基圆调整机构、测量仪表等部分，其轴侧投影图如图1所示，图2为其俯视图。机座(1)由铸铁制成，用以安装各部件。测量仪表可用千分表，直接读出齿形误差，也可采用电子仪表，本实用新型的实施例采用千分表。
短幅外摆线发生及法线随动机构包括滚轮(22)、瞬时中心销(16)、拨叉(17)、摆线发生销(29)、横向滑枕(13)等部件，滚轮(22)与横向滑枕(13)左端前缘的齿条相啮合，瞬时中心销(16)的中心处于横向滑枕(13)左端前缘齿条节线的上方，摆线发生销(29)的中心处于被测摆线轮和仪表测头(18)接触处的下方，拨叉(17)通过瞬时中心销(16)和摆线发生销(29)，且可绕摆线发生销(29)转动，测试仪表装在拨叉(17)上，拨叉(17)的轴线始终与被测摆线轮的齿廓垂直，因而所测齿形误差为被测摆线轮齿形的法向误差。
短幅外摆线发生及法线随动机构的结构见图2、图3，瞬时中心销(16)安装在固定板(14)上，固定板(14)用螺钉与左手轮安装板(31)固定在一起，左手轮安装板(31)有燕尾结构，可在机座(1)的燕尾槽内作纵向滑动。左手轮安装板(31)上有一导槽，用来固定滚轮销轴(30)。左手轮安装板(31)下端装有左手轮，并用螺钉与纵向滑枕前连接板(15)固定在一起，左手轮(32)装有丝杠(34)，丝杠(34)通过丝杠套(33)安装在机座(1)上。当左手轮(32)转动时，使短幅外摆线发生及法线随动机构作纵向移动，从而可调整瞬时中心销(16)与基圆轮(6)之间的距离。滚轮销轴(30)固定在左手轮安装板(31)上。滚轮(22)套在滚轮销轴(30)上，可以转动。滚轮(22)的周缘为直齿轮，与横向滑枕(13)左端前缘的齿条正好啮合，瞬时中心销(16)的中心位于横向滑枕(13)左端前缘齿条节线的上方，当横向滑枕(13)作左右移动时，带动滚轮(22)转动。本装置按照短幅外摆线齿轮系列，备有数个不同直径的滚轮，供不同摆线轮选用。安装不同直径的滚轮需改变滚轮销轴(30)在左手轮安装板(31)导槽中的位置。滚轮(22)上固定有摆线发生销(29)。拨叉(17)由铝合金制成，其上有一孔套在摆线发生销(29)上，可绕摆线发生销(29)转动。拨叉(17)的一端装有仪表固定座(19)，由翼形螺母(21)将仪表(20)固定在拨叉(17)上；拨叉(17)的另一端有导槽，瞬时中心销(16)可在槽内自由滑动，但无间隙。在实施例中仪表采用千分表，其测头(18)与被测摆线轮接触，由千分表直接读出齿形误差。也可采用电子仪表，测头采用能将位移量转变成电信号的传感器，电信号输入仪表或计算机，由仪表或计算机显示或打印出测量结果。
摆线发生及法线随动机构的作用，是将滚轮在基圆上的纯滚动变为滚轮在原处转动，并使测得的误差始终是被测摆线齿形的法向误差。摆线是滚轮在基圆上纯滚动而发生的，滚轮与基圆的接触点是摆线发生销相对于基圆轮产生短幅外摆线的瞬时回转中心，瞬时中心在基圆上移动，摆线发生销产生短幅外摆线。采用本机构由于瞬时中心销固定在基圆上某一点不动，而且又处于滚轮周缘上，因此，当滚轮转动时，摆线发生销的轨迹，如相对于基圆展开，即为标准短幅外摆线。由于拨叉经过瞬时中心销和摆线发生销，因此，拨叉的轴线始终指向摆线的法线方向。由上可知，使用本装置测得的齿形误差是法向误差，比较精确，且能连续测量摆线各点的齿形误差。
基圆调整机构包括基圆轮(6)、正弦尺(11)、靠板(9)、定位销(10)、滑动销(23)、横向滑枕(13)等部件，基圆轮(6)通过钢丝(35)与靠板(9)左边紧密接触，正弦尺(11)可绕固定在靠板(9)上的定位销(10)转动，从而可调整正弦尺(11)中心线与靠板(9)左边之间的夹角，以适应不同基圆半径的被测摆线轮。固定在横向滑枕(13)上的滑动销(23)可在正弦尺(11)中部的导槽内滑动。
基圆调整机构的结构见图2、图4。基圆轮(6)下面有轴，通过镶在机座(1)上的轴套(36)安装在机座(1)上，基圆轮(6)可在轴套(36)内转动。基圆轮(6)上面有一带螺纹的轴，用于放置被测摆线轮，并通过压紧螺母(7)将被测摆线轮和基圆轮(6)固定在一起。基圆轮(6)周缘和靠板(9)左边均有凹槽，内装用来带动基圆轮(6)转动但无滑动的张紧钢丝(35)。钢丝(35)的一端固定在靠板(9)的左侧后端，钢丝(35)绕经基圆轮(6)的凹槽后，将钢丝的另一端通过钢丝紧固机构(8)紧固在靠板(9)的左侧前端，同时在基圆轮(6)的凹槽内用螺钉将钢丝(35)固定，使之不能窜动。基圆轮(6)和靠板(9)左侧凹槽内的钢丝(35)带动基圆轮(6)转动。靠板(9)为一带燕尾的矩形钢板，可在机座(1)的燕尾槽中作纵向滑动。靠板(9)的上平面中部左侧安装在定位销(10)，定位销(10)插在正弦尺(11)一端的孔中，正弦尺(11)可绕定位销(10)转动。在靠板(9)前端有一弧形导槽，与正弦尺(11)另一端的孔相对应。有一平头固定螺栓(40)穿过靠板(9)的导槽和正弦尺孔，通过固定螺母(24)将正弦尺(11)紧固在靠板(9)上。在靠板(9)的弧形槽边上，有正弦尺(11)中心线与靠板(9)左边之间的夹角α的相应刻度，可通过正弦尺(11)端部的透明窗孔直接读出α角的读数。当需调整正弦尺(11)与靠板(9)左边之间的夹角α时，可将固定螺母(24)松开，使固定螺栓(40)带动正弦尺(11)转动，当从正弦尺透明窗孔中读得的值等于所需调整的角度时，将固定螺母(24)拧紧。在正弦尺(11)中部有一导槽，固定在横向滑枕(13)上的滑动销(23)插在其中，可在导槽中滑动，滑动销(23)套有滑动销套(39)，以减少滑动时的阻力。当横向滑枕(13)左右移动时，滑动销(23)在正弦尺(11)的导槽中滑动，从而带动靠板(9)作纵向移动。
基圆调整机构的作用，是用一个基圆轮适应不同基圆半径的被测摆线齿轮进行测量。设基圆轮半径为R，被测摆线轮基圆半径为r，基圆轮和被测摆线轮转过的角度相同，设为φ，又设正弦尺中心线与靠板左边之间的夹角为α，则根据正弦尺的几何关系，可得rφ＝Rφtgα，即α＝arctg(r／R)。因此，对应于不同的基圆半径r，只要按上式调整正弦尺与靠板左边之间的夹角α，即可用一个半径为R的基圆轮来进行测量。
本装置有两条纵向滑枕(2、12)和一个横向滑枕(13)，纵向滑枕(2、12)用定位销钉(37)和内六角螺钉(38)与前、后连接板(5、15)固定在一起，见图3中的E－E剖视图。两条纵向滑枕(2、12)平行，可在机座(1)上作纵向滑动。左纵向滑枕(2)受到固定在机座(1)上的压板(3、4)的限制，可在机座(1)上作纵向滑动。右纵向滑枕(12)的下部为燕尾形，可在机座(1)的燕尾槽中作纵向滑动。在右纵向滑枕(12)左侧的机座(1)上，有一刻度尺，在右纵向滑枕(12)上有刻度标记，标记所对应的刻度尺读数，即为瞬时中心销(16)与基圆轮(6)轴心之间的距离。横向滑枕(13)的形状如图7－9所示。横向滑枕(13)左端前缘为齿条，与滚轮(22)的直齿相啮合；右端前下方亦有齿条，与装在右手轮(27)上的齿轮(25)相啮合。当右手轮(27)转动时，齿轮(25)带动横向滑枕(13)左右移动，横向滑枕(13)又带动滚轮(22)转动，同时又通过滑动销(23)带动正弦尺(11)和靠板(9)作纵向移动。横向滑枕(13)与纵向滑枕(2、12)的连接关系如图5、图6所示。横向滑枕(13)用固定销(41)固定在带燕尾的左、右支座导轨(42、43)上，左、右支座导轨(42、43)分别在左、右纵向滑枕(2、12)的燕尾槽中作横向滑动。
测量摆线轮齿形误差的操作步骤如下1、了解被测摆线轮的基圆半径r、滚圆半径、齿顶圆半径等参数。根据滚圆半径和齿顶圆半径，选择合适的滚轮，安装在本装置上。
2、根据α＝arctg(r／R)求出α值。松开正弦尺固定螺母(24)，使正弦尺(11)透明窗孔所指的读数为α值，即正弦尺(11)与靠板(9)左边之间的夹角为α，然后拧紧螺母(24)，使正弦尺(11)固定在靠板(9)上。
3、转动右手轮(27)，让横向滑枕(13)带动滚轮(22)转动，直到摆线发生销(29)、瞬时中心销(16)和基圆轮(6)轴心在一直线上为止。
4、转动左手轮(32)，使纵向滑枕前后移动，直到右纵向滑枕(12)标记所对应的刻度尺读数等于基圆半径r为止。即瞬时中心销(16)至基圆轮(6)中心的距离等于基圆半径。
5、安装被测摆线轮，并使齿顶(或齿根)对准摆线发生销(29)，然后拧紧压紧螺母(7)，使被测摆线轮固定在基圆轮(6)上。
6、安装测量仪表千分表(20)，使测头(18)正好与摆线轮的齿顶(或齿根)接触，并使千分表的读数为0。此时测头(18)与摆线轮的接触点正好处于摆线发生销(29)的上方。
7、转动右手轮(27)，横向滑枕(13)作横向移动，通过正弦尺滑动销(23)使靠板(9)作纵向移动，由于钢丝的作用，使基圆轮和被测摆线轮转过一个角度。与此同时，横向滑枕(13)带动滚轮(22)转动，拨叉(17)及千分表(20)也产生运动。千分表测头(18)接触被测摆线轮齿廓的不同部位。由于摆线发生销的运动轨迹展开后是标准短幅外摆线齿形，如果摆线轮加工极其精确，齿形为标准摆线，则千分表的读数始终为0，如果摆线轮加工不十分精确，则可从千分表上读出加工齿形的法向误差。根据误差的大小，可以确定被测短幅外摆线齿轮的加工质量是否合格。
本实用新型具有下列优点1、本装置带有短幅外摆线发生和法线随动机构，测得的齿形误差是被测摆线轮齿形与标准齿形在法线方向的差值，因而十分准确。
2、可连续测量齿廓各点的法向误差。
3、装有基圆调整机构，采用一个基圆轮就可测量不同基圆半径的摆线轮。
4、如果测量仪表采用电感测微仪和极座标记录纸，则可测量摆线轮的周节误差和周节累积误差。
5、结构简单，制造成本低，测量方便，可在生产车间使用。
权利要求1.一种短幅外摆线齿形误差测量装置，其特征在于包括机座、短幅外摆线发生及法线随动机构、基圆调整机构、测量仪表，短幅外摆线发生及法线随动机构包括滚轮(22)、瞬时中心销(16)、拨叉(17)、摆线发生销(29)、横向滑枕(13)，滚轮(22)与横向滑枕(13)左端前缘的齿条相啮合，瞬时中心销(16)的中心处于横向滑枕(13)左端前缘齿条节线的上方，摆线发生销(29)的中心处于被测摆线轮和仪表测头(18)接触处的下方，拨叉(17)通过瞬时中心销(16)和摆线发生销(29)且可绕摆线发生销(29)转动。
2.按照权利要求1的短幅外摆线齿形误差测量装置，其特征在于所述的基圆调整机构包括基圆轮(6)、正弦尺(11)、靠板(9)、定位销(10)、滑动销(23)、横向滑枕(13)，基圆轮(6)通过钢丝(35)与靠板(9)左边紧密接触，正弦尺(11)可绕固定在靠板(9)上的定位销(10)转动，固定在横向滑枕(13)上的滑动销(23)可在正弦尺(11)中部的导槽内滑动。
专利摘要本实用新型的短幅外摆线齿形误差测量装置，带有短幅外摆线发生及法线随动机构以及基圆调整机构，可连续、准确地测量被测摆线轮齿形在法线方向的误差。本装置结构简单，测量方便，特别适合于短幅外摆线齿轮生产车间使用。
文档编号G01B5/20GK2031081SQ87216540
公开日1989年1月18日 申请日期1987年12月17日 优先权日1987年12月17日
发明者汲勇, 刘同顺 申请人:天津理工学院