CN103353269A - 一种测量齿轮径的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量齿轮径的测量装置及测量方法，其中，该测量装置包括主尺部件以及测量部件，所述主尺部件包括第一测量端，所述测量部件包括第二测量端和第三测量端，所述第二测量端的端部为圆弧，所述第三测量端的端部为与所述第二测量端的端部的圆弧所在圆等径的圆弧。本发明能够解决各种规格奇数齿轮、花键的大小径在生产现场的快速测量的问题，具有生产成本低、方便快捷等优点，极其适于生产应用。

Description

一种测量齿轮径的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量待测量的奇数齿轮或花键大小径的测量方法及其相应的测量装置。

背景技术

三坐标即三坐标测量机，是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头***返回的点数据，通过三坐标的软件***计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。

现在各行业中对奇数齿轮大小径的测量，由于无法使用通用量具如游标卡尺、外径千分尺等进行测量，一般需采用三座标测量，而三座标需在专门的场所，且测量效率低、成本较高，从而直接影响了现场的生产。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明要解决的其中之一的技术问题是，如何对现有测量工具进行改进，以达到在现场迅速测量齿轮径的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种测量齿轮径的测量装置，包括主尺部件以及测量部件，所述主持部件包括第一测量端，所述测量部件包括第二测量端和第三测量端，所述第二测量端的端部为圆弧，所述第三测量端的端部为与所述第二测量端的端部的圆弧所在圆等径的圆弧。

作为本发明所述测量装置一种优选方案，其中：所述测量部件还包括同步机构，所述第二测量端和第三测量端设置于所述同步机构的主杆上。

作为本发明所述测量装置一种优选方案，其中：所述主杆上设置有螺纹，所述第二测量端和第三测量端末端都设置有与所述螺纹相配合的旋钮，所述第二测量端和第三测量端能够通过所述旋钮与所述螺纹的啮合而移动。

作为本发明所述测量装置一种优选方案，其中：所述测量部件中的第二测量端和第三测量端成一体化结构，且所述第二测量端和第三测量端之间间隔一定距离。

作为本发明所述测量装置一种优选方案，其中：所述主尺部件为游标卡尺结构。

作为本发明所述测量装置一种优选方案，其中：所述游标卡尺结构为数显卡尺结构。

另外，本发明进一步要解决的技术问题是，如何对现有技术中测量齿轮的方法进行改进，使其能够实现生产现场的快速测量。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种使用如权利要求1所述装置测量齿轮径的测量方法，按照如下的计算公式进行测量其齿轮径，即R值的：

$R=\frac{a}{2\sin 2\mathrm{\α}}-r;$

其中，α=Arctan(a/2b)，a为所述第二测量端和第三测量端两端部之间的距离，b为所述第二测量端的端部圆弧所在圆圆心所处水平线与所述第一测量端的端部圆弧所在圆圆心所处水平线之间的距离，r为所述第二测量端和第三测量端的端部圆弧所在圆的半径。

作为本发明所述测量方法一种优选方案，其中：测量R值必须满足以下基本条件：

静态下测量时必须满足力学上的静平衡条件即力平衡和力矩平衡。

本发明是利用三角函数关系解决齿轮大小径的直接测量的方法，利用此方法可以结合外径千分尺结构，从而可以直接进行测量，此外径千分尺结构可以是但不限于此结构，还可以是数显结构。本发明能够解决各种规格奇数齿轮、花键的大小径在生产现场的快速测量的问题，具有生产成本低、方便快捷等优点，极其适于生产应用。

附图说明

图1是本发明所述测量齿轮径的测量装置的一个实施例示意图。

图2是图1所示实施例中所述测量部件的细节示意图。

图3是图1所示实施例测量齿轮小径的示意图。

图4是本发明所述测量齿轮径的测量装置的另一个实施例示意图。

图5是图4所示实施例中所述测量部件的细节示意图。

图6是图4所示实施例中测量齿轮大径的示意图。

图7是测量方法示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图中，主尺部件1、第一测量端1a、测量部件2、第二测量端2a、第三测量端2b、主杆2c。

如图1所示，在该实施例中，该测量齿轮径的测量装置，其包括主尺部件1以及测量部件2，其中，主尺部件1为千分尺结构，该千分尺结构设置有第一测量端1a；参见图2，图2为图1所示实施例中所述测量部件2的细节示意图，其中，所述测量部件2整体呈类U型结构，所述测量部件2包括第二测量端2a和第三测量端2b，所述第二测量端2a的端部为圆弧，所述第三测量端2b的端部为与所述第二测量端2a的端部的圆弧所在圆等径的圆弧。如图中所示，第二测量端2a和第三测量端2b皆自左向右逐渐缩小，直最顶端部呈圆弧状，以便于测量。

在该实施例中，所述测量部件2中的第二测量端2a和第三测量端2b成一体化结构，且所述第二测量端2a和第三测量端2b之间间隔一定距离，该测量部件2直接设置为不同测量值a，即所述第二测量端2a和第三测量端2b之间间隔一定距离，的固定结构。

如图3所示，图3是图1所示实施例测量齿轮小径的示意图，在该实施例中，由于测量部件2直接设置为特定测量值a的固定结构，所以可以直接套用测量方法得到待测齿轮小径R的大小；或者，在该实施例中，可以借助游标卡尺来辅助测量。

如图4～图6所示，在这一实施例中，对所述测量部件2进行了改进，在所述测量部件2上设置了同步机构，所述第二测量端2a和第三测量端2b设置于所述同步机构的主杆2c上，而所述主杆2c上设置有螺纹，所述第二测量端2a和第三测量端2b末端都设置有与所述螺纹相配合的旋钮，所述第二测量端2a和第三测量端2b能够通过所述旋钮与所述螺纹的啮合而移动。这样，能够根据所需测量的齿轮的大小而进行调节，而后通过游标卡尺辅助测量确定的待测距离。

当然，在这一实施例中，所述同步机构可以直接与游标卡尺整合到一起，即所述同步机构上设置有测量部件2，如此，便可以在直接读出待测齿轮的测量值。

如图1～7所示，使用所述测量齿轮径的测量装置，其是利用三角函数关系对奇数齿或花键大小径进行三点测量，具体关系如下：

根据测量值a与b，可以计算出tanα=a/2b，即α=Arctan(a/2b)

sin2α=a/2(R+r)

即R=a/2sin2α-r

根据上述关系可以发现三点可确定一个圆的直径，即已知测量值a、b及r，从而可以计算出不同奇数齿大小径的数值。

由于齿轮参数中模数及变位系数的差异，使不同齿轮齿厚有差异，所以测量值a随差齿厚的变化而变化。所以，应用上述关系制造上述测量a值的辅助装置。在图5中，两端螺纹分别为正向旋转生反旋，从而在旋转螺杆时可以得到测量值a，此同步机构可以是单独的也可以与游标卡尺或千分尺加工成一体。从而根据上述关系计算出齿轮大径或小径。还可以将上述关系设计专用的电子产品，直接输入a、b、r，得到产品直径。本发明可以解决奇数齿轮或奇数花键大小径的生产现场快速准确测量。按照如下的计算公式进行测量其齿轮径，即R值的：

$R=\frac{a}{2\sin 2\mathrm{\α}}-r;$

其中，α=Arctan(a/2b)，a为所述第二测量端2a和第三测量端2b两端部之间的距离，b为所述第二测量端2a的端部圆弧所在圆圆心所处水平线与所述第一测量端1a的端部圆弧所在圆圆心所处水平线之间的距离，r为所述第二测量端2a和第三测量端2b的端部圆弧所在圆的半径。

在测量时，测量R值必须满足以下基本条件：

静态下测量时必须满足力学上的静平衡条件即力平衡和力矩平衡。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种测量齿轮径的测量装置，包括主尺部件（1）以及测量部件（2），所述主尺部件（1）包括第一测量端（1a），其特征在于：所述测量部件（2）包括第二测量端（2a）和第三测量端（2b），所述第二测量端（2a）的端部为圆弧，所述第三测量端（2b）的端部为与所述第二测量端（2a）的端部的圆弧所在圆等径的圆弧。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述测量部件（2）还包括同步机构，所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）设置于所述同步机构的主杆（2c）上。

3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述主杆（2c）上设置有螺纹，所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）末端都设置有与所述螺纹相配合的旋钮，所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）能够通过所述旋钮与所述螺纹的啮合而移动。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述测量部件（2）中的第二测量端（2a）和第三测量端（2b）成一体化结构，且所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）之间间隔一定距离。

5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述主尺部件（1）为千分尺结构。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于：所述千分尺结构为数显千分尺结构。

7.一种使用如权利要求1所述装置测量齿轮径的测量方法，其特征在于：按照如下的计算公式进行测量其齿轮径，即R值的：

$R=\frac{a}{2\sin 2\mathrm{\α}}-r;$

其中，α=Arctan(a/2b)，a为所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）两端部之间的距离，b为所述第二测量端（2a）的端部圆弧所在圆圆心所处水平线与所述第一测量端（1a）的端部圆弧所在圆圆心所处水平线之间的距离，r为所述第二测量端（2a）和第三测量端（2b）的端部圆弧所在圆的半径。

8.如权利要求7所述的齿轮径的测量方法，其特征在于：测量R值必须满足以下基本条件：

静态下测量时必须满足力学上的静平衡条件即力平衡和力矩平衡。

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