專利名稱：非對(duì)稱跨球測(cè)頭及斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳動(dòng)機(jī)械齒輪的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及對(duì)機(jī)械學(xué)科中的測(cè)量用跨球測(cè)頭的改進(jìn)及斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量方法的確立。
圓錐漸開線齒輪(Conical Involute Gear)是最一般形式的漸開線齒輪(Involute Gear)，這種齒輪本質(zhì)上能夠?qū)崿F(xiàn)兩軸間任意相對(duì)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞。所以除可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)齒輪之外，還可以使傳統(tǒng)齒輪不能勝任的一些特殊功能成為現(xiàn)實(shí)。如軸距無變化的調(diào)整齒間距，吸收轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞誤差等。
圓錐漸開線齒輪的齒面間呈點(diǎn)接觸，齒面強(qiáng)度比低。為了克服其齒面強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，發(fā)明了具有新型凹形齒面的齒面間呈橢圓面接觸的凹形圓錐漸開線齒輪(Concave Conical Involute Gear)?？墒怯捎谛饼X凹形圓錐漸開線齒輪(Helical Concave Conical Involute Gear)左右齒面的非對(duì)稱性，使這種齒輪的測(cè)量成為難題。
本發(fā)明所述的嵌入大徑半球7中心的小徑半球6是一完整球體，小徑半球6的半徑dpl與大徑半球7的半徑dpr的定量關(guān)系dpl＝dpr(sinβgr/sinβgl) (1)其中βgr，βgl分別是被測(cè)的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪左右齒面的基礎(chǔ)圓柱面螺旋角，小徑半球6、大徑半球7非對(duì)稱兩半球的半徑與左右齒面基礎(chǔ)圓柱面螺旋角的正弦成比。
本發(fā)明的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量方法，是將跨球測(cè)頭置于相對(duì)的齒槽內(nèi)，然后測(cè)量齒輪間跨球尺寸，特征在于利用非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置施行左右齒面非對(duì)稱性的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的相對(duì)的齒槽內(nèi)測(cè)量，具體測(cè)量步驟如下(1)選擇并確定所采用的非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置，其方法為①確定要測(cè)量的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪中的參數(shù)m，α0，ψ，δ，z，βgr，βgl及B0，其中m展成齒條的齒直角模數(shù)，α0展成齒條的齒直角壓力角，ψ在展成齒條中心面上齒槽方向的螺旋角，δ展成齒條的展成圓錐角，z齒輪的齒數(shù)，βgr，βgl左右齒面的基礎(chǔ)圓柱面螺旋角，B0根據(jù)常規(guī)技術(shù)由齒輪的幾何尺寸確定；以上所有參數(shù)均由被測(cè)齒輪來決定；②確定要選擇的非對(duì)稱跨球測(cè)頭，關(guān)鍵是確定小徑半球6的半徑dpl與大徑半球7的半徑dpr；③選擇跨球用千分尺，使所選的非對(duì)稱跨球測(cè)頭連桿的外徑與跨球用千分尺的內(nèi)徑相配套；(2)選擇在測(cè)頭3的非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿8下墊起墊塊5，，其中與墊塊5相關(guān)的BC值確定后，便可根據(jù)BC值確定墊塊5的高度，墊塊5高度為非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿8的下側(cè)到放置齒輪平臺(tái)間的距離；BC被測(cè)齒輪下平面到測(cè)量用跨球球心的距離，BC值的計(jì)算公式為BC＝B0-(dpl/2)sinβgl＝B0-(dpr/2)sinβgr(5)(3)在上述步驟完成后進(jìn)行測(cè)量，方法為在測(cè)頭的非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿8下墊起墊塊5，把安裝了兩只測(cè)頭的跨球用千分尺卡在要測(cè)量的齒輪上，旋緊千分尺后讀出千分尺的Dp尺寸刻度；其中Dp，Dml，Dmr值定義為Dp＝f(m，α0，ψ，δ，z，dpl，dpr，B0，BC)(2)Dml＝Dp+dpl(3)Dmr＝Dp+dpr(4)Dp測(cè)量時(shí)兩跨球球心間的距離，即跨球用千分尺所讀刻度，Dml，Dmr測(cè)量時(shí)兩跨球外徑間的距離。
本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)，解決了斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量問題。
按通常技術(shù)認(rèn)定，斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的基本參數(shù)定義如下。m展成齒條的齒直角模數(shù)，α0展成齒條的齒直角壓力角，δ展成齒條的展成圓錐角，ψ在展成齒條中心面上齒槽方向的螺旋角，z齒輪的齒數(shù)，rc齒條型回轉(zhuǎn)工具的節(jié)圓半徑。
斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的齒輪參數(shù)定義如下。αs正面壓力角，βr，βl左右齒面的分度圓柱面螺旋角，βgr，βgl左右齒面的基礎(chǔ)圓柱面螺旋角，ms正面模數(shù)，db分度圓直徑，dgr，dgl基礎(chǔ)圓直徑。
m，α0，ψ，δ，z及αs，βr，βl，βgr，βgl，ms，db，dgr，dgl是由齒輪自身決定，B0則是由齒輪的幾何尺寸決定，dpl，dpr的關(guān)系由式(1)給出。調(diào)整墊塊5的高度，就可以決定BC。只要確定了BC，式(2)，(3)，(4)中的Dp，Dml，Dmr就可以確定。
圖5所示為非對(duì)稱跨球6左球面7右球面與10左齒面，9右齒面位置關(guān)系。根據(jù)圖5可以得到式(5)如下幾何關(guān)系。
BC＝B0-(dpl/2)sinβgl＝B0-(dpr/2)sinβgr(5)本發(fā)明最佳實(shí)施例中的非對(duì)稱跨球測(cè)頭3為45號(hào)鋼，其中非對(duì)稱跨球測(cè)頭的右半球7與非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿8共為一體，為保證兩球同心及兩球的半球性，非對(duì)稱跨球測(cè)頭的左半球6采用一完整球嵌入非對(duì)稱跨球測(cè)頭的右半球7的中心。圖7所示為本發(fā)明的跨球設(shè)計(jì)例?？缜蛟O(shè)計(jì)例中d1＝8.000mm，d2＝3.309mm。
權(quán)利要求
1.一種非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置，包括有跨球測(cè)頭，連桿及其跨球用千分尺，本發(fā)明特征在于跨球測(cè)頭由兩只具有相同球心且不等徑的小徑半球(6)與大徑半球(7)合成為一個(gè)非對(duì)稱兩半球型跨球測(cè)頭，跨球測(cè)頭的大徑半球(7)與連桿(8)共為一體，連桿(8)插入跨球用千分尺內(nèi)，連桿(8)軸心直徑由跨球用千分尺的內(nèi)徑來決定，與跨球用千分尺形成動(dòng)配合，在小徑半球(6)、大徑半球(7)非對(duì)稱兩半球的分界面上由球心發(fā)出的射線指向作為非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿(8)的軸心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置，其特征在于所述的嵌入大徑半球(7)中心的小徑半球(6)是一完整球體，小徑半球(6)的半徑dpl與大徑半球(7)的半徑dpr的定量關(guān)系dpl＝dpr(sinβgr/sinβgl) (1)其中βgr，βgl分別是被測(cè)的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪左右齒面的基礎(chǔ)圓柱面螺旋角，小徑半球(6)、大徑半球(7)非對(duì)稱兩半球的半徑與左右齒面基礎(chǔ)圓柱面螺旋角的正弦成比例。
3.一種斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量方法，是將跨球測(cè)頭置于相對(duì)的齒槽內(nèi)，然后測(cè)量齒輪間跨球尺寸，本發(fā)明特征在于利用非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置施行左右齒面非對(duì)稱性的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的相對(duì)的齒槽內(nèi)測(cè)量，具體測(cè)量步驟如下(1)選擇并確定所采用的非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置，其方法為確定要測(cè)量的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪中的參數(shù)m，a0，ψ，δ，z，βgr，βgl及B0，其中m展成齒條的齒直角模數(shù)，α0展成齒條的齒直角壓力角，ψ在展成齒條中心面上齒槽方向的螺旋角，δ展成齒條的展成圓錐角，z齒輪的齒數(shù)，βgr，βgl左右齒面的基礎(chǔ)圓柱面螺旋角，B0根據(jù)常規(guī)技術(shù)由齒輪的幾何尺寸確定，以上所有參數(shù)均由被測(cè)齒輪來決定；確定要選擇的非對(duì)稱跨球測(cè)頭，關(guān)鍵是確定小徑半球(6)的半徑dpl與大徑半球(7)的半徑dpr；選擇跨球用千分尺，使所選的非對(duì)稱跨球測(cè)頭連桿的外徑與跨球用千分尺的內(nèi)徑相配套；(2)選擇在測(cè)頭(3)的非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿(8)下墊起墊塊(5)，其中與墊塊(5)相關(guān)的BC值確定后，便可根據(jù)BC值確定墊塊(5)的高度，墊塊(5)高度為非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿(8)的下側(cè)到放置齒輪平臺(tái)間的距離，BC被測(cè)齒輪下平面到測(cè)量用跨球球心的距離，BC值的計(jì)算公式為BC＝B0-(dpl/2)sinβgl＝B0-(dpr/2)sinβgr(5)(3)在上述步驟完成后進(jìn)行測(cè)量，方法為在測(cè)頭的非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿(8)下墊起墊塊(5)，把安裝了兩只測(cè)頭的跨球用千分尺卡在要測(cè)量的齒輪上，旋緊千分尺后讀出千分尺的Dp尺寸刻度；其中Dp，Dml，Dmr值定義為Dp＝f(m，α0，ψ，δ，z，dpl，dpr，B0，BC) (2)Dml＝Dp+dpl(3)Dmr＝Dp+dpr(4)Dp測(cè)量時(shí)兩跨球球心間的距離，即跨球用千分尺所讀刻度，Dml，Dmr測(cè)量時(shí)兩跨球外徑間的距離。
全文摘要
非對(duì)稱跨球測(cè)頭及斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的測(cè)量方法屬于傳動(dòng)機(jī)械齒輪的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。它包括跨球測(cè)頭，連桿及其跨球用千分尺，跨球測(cè)頭由兩只同心但不等徑的小徑半球(6)與大徑半球(7)合成，跨球測(cè)頭的大徑半球(7)與連桿(8)為一體，連桿(8)插入跨球用千分尺內(nèi)并與其形成動(dòng)配合，在非對(duì)稱兩半球的分界面上由球心發(fā)出的射線指向作為非對(duì)稱跨球測(cè)頭的連桿(8)的軸心，該測(cè)量方法是將非對(duì)稱跨球測(cè)頭裝置施行左右齒面非對(duì)稱性的斜齒凹形圓錐漸開線齒輪的相對(duì)的齒槽內(nèi)測(cè)量，本發(fā)明解決了該類齒輪測(cè)量的難題。
文檔編號(hào)G01B3/12GK1415933SQ0215812
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者張建輝 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)