CN112797932B - 中间轴齿轮位置度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮位置度检测技术领域，具体公开了中间轴齿轮位置度检测方法，以中间轴上最左侧或最右侧的齿轮为基准齿轮，使位移传感器的检测端圆心与基准齿轮的分度圆重合，将定位钢球移动至基准齿轮顶部的齿槽内，记录位移传感器输出的数值为C或对位移传感器进行归零处理；通过驱动机构移动定位钢球至各被测齿轮的齿槽内，并使得其圆心与被测齿轮的分度圆重合，并依次记录位移传感器的读数Ci，得到被测齿轮的位置度dXi＝(Ci‑C)*Ri/R0；将位置度dXi与ΦX比较，当dXi＞ΦX时，该被测齿轮重新进行装配。本专利提供的检测方法降低了检测装置的制造成本，且提高位置度检测的准确度。

Description

中间轴齿轮位置度检测方法

技术领域

本发明涉及齿轮位置度检测技术领域，特别涉及中间轴齿轮位置度检测方法。

背景技术

我公司开发的一种货车用变速器，该变速器采用双中间轴结构，中间轴上齿轮均为左旋齿，在装配时，要求各齿轮与基准齿在测量位的齿槽中心重合，位置偏差不大于ΦX，以保证工作时的受力均匀。

由于中间轴齿轮与轴为过盈配合，其在装配时，需要对齿轮进行加热，因此装配完成后需要对位置度进行检测，位置度检测主要靠齿轮测量中心进行检测，其原理是测出齿廓，并找出偏移中心进行比较，而这样传统的测量方式耗费时间长。

发明内容

本发明提供了中间轴齿轮位置度检测方法，以解决现有技术中通过测出齿廓，并找出偏移中心进行比较的方式，测量时间长的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

中间轴齿轮位置度检测方法，采用的检测装置，包括机架，机架上设有定位单元和检测单元，所述定位单元用于支撑待检测的中间轴结构，所述检测单元包括定位钢球和位移传感器，机架上设有驱动定位钢球沿X轴和Z轴移动的驱动机构，位移传感器水平设置在机架上，其检测端水平朝向待检测中间轴结构上的基准齿轮；

该检测方法，包括以下步骤：

步骤1：以中间轴的旋转中心为坐标零点，以中间轴上最左侧或最右侧的齿轮为基准齿轮，使位移传感器的检测端圆心与基准齿轮的分度圆重合，通过驱动机构将定位钢球移动至基准齿轮顶部的齿槽内，使定位钢球的圆心与基准齿轮的分度圆重合，记录位移传感器输出的数值为C或对位移传感器进行归零处理；

步骤2：通过驱动机构移动定位钢球至各被测齿轮的齿槽内，并使得其圆心与被测齿轮的分度圆重合，并依次记录位移传感器的读数Ci，i＝1,2,3……n，n为被测齿轮的个数，得到被测齿轮的位置度dXi＝(Ci-C)*Ri/R0，其中Ri为被测齿轮的分度圆半径；

步骤3：通过步骤2检测得到的位置度dXi，将其与ΦX比较，当dXi＞ΦX时，该被测齿轮重新进行装配，其中ΦX为规定的位置度公差最大值。

本技术方案的技术原理和效果在于：

本方案中仅设置一个位移传感器，通过与定位钢球的配合，通过位移传感器输出的数据，并通过位置度公式计算，能够快速完成中间轴结构上被测齿轮的位置度测量，这个过程中只用设置一个位移传感器，且位移传感器在工作过程中不用移动，一方面降低了检测装置的制造成本，另一方面提高位置度检测的准确度。

进一步，所述位移传感器水平滑动连接在机架上。

有益效果：这样在将待检测的中间轴结构放入或取出定位单元时，可以通过滑动位移传感器，使其远离中间轴结构以方便操作。

进一步，所述位移传感器连接有PLC控制器，并通过以太网接口与电脑相连。

有益效果：这样进一步提高位置度dXi的计算速度，快速完成位置度dXi与位置度公差最大值ΦX的判断。

进一步，所述定位单元包括设置在两侧的支撑台，支撑台上开设有V形槽，两个V形槽的底面位于同一水平面上。

有益效果：这样设置能够对中间轴结构起到很好的支撑作用。

进一步，机架上还设有靠近其中一个支撑台的顶尖机构。

有益效果：顶尖机构的设置是用于调节检测基准与设计基准重合。

进一步，所述驱动机构包括第一丝杠副和第二丝杠副，第一丝杠副包括第一丝杠和第一滑块，第一丝杠水平设置在定位单元的上方，第二丝杠副包括第二丝杠和第二滑块，第二丝杠竖向转动连接在第一滑块上，定位钢球设置在第二滑块上。

有益效果：这样设置的驱动机构能够实现对定位钢球的快速准确定位。

进一步，所述定位钢球与第二滑块之间设有弹性伸缩机构。

有益效果：弹性伸缩机构的设置是为了使得定位钢球能够保证与被测齿轮中两个齿面同时相切，如果未设置弹性伸缩机构，那么如果被测齿轮出现相对偏转，那么定位钢球进入齿槽内很可能只能与其中一个齿面相切，而不能做到与两个齿面同时相切，这样就会使得测得的位置度不准确。

进一步，所述弹性伸缩机构包括底部开口的框体，框体顶部设有连接孔，通过螺栓将框体与第二滑块进行固定，在框体内部固定有弹簧，弹簧底部固定有销杆，销杆的底部设有为锥形，定位钢球固定在销杆的底部。

有益效果：通过销杆连接弹簧和定位钢球，能够使得定位钢球更好的卡入齿槽内，防止其产生较大振幅。

附图说明

图1为本发明实施例的检测原理图；

图2为本发明实施例中检测装置的正视图；

图3为本发明实施例中检测装置的左视图；

图4为本发明实施例使用的检测装置中弹性伸缩结构的剖视图。

说明书附图中的附图标记包括：中间轴结构1、基准齿轮2、被测齿轮3、支撑台10、顶尖机构11、定位钢球12、位移传感器13、第一丝杠副14、第二丝杠副15、框体16、螺栓17、弹簧18、销杆19。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1：

中间轴齿轮位置度检测方法，采用的检测装置，基本如附图2和图3所示：包括机架，在机架上设有定位单元和检测单元，其中定位单元用于支撑待检测的中间轴结构1，本实施例中定位单元包括分别设置在左右两侧的支撑台10，支撑台10上开设有V形槽，且两个V形槽的底面位于同一水平面上，中间轴结构1的两端能够放置在V形槽内，机架上还设有靠近其中一个支撑台10的顶尖机构11，顶尖机构11用于调节检测基准与设计基准重合。

检测单元包括定位钢球12和位移传感器13，其中在机架上设有第一丝杠副14和第二丝杠副15，第一丝杠副14与第二丝杠副15控制定位钢球12的X轴与Z轴的移动，其中第一丝杠副14包括第一丝杠和第一滑块，第一丝杠水平设置在定位单元的上方，第二丝杠副15包括第二丝杠和第二滑块，其中第二丝杠竖向转动连接在第一滑块上，在定位钢球12与第二滑块之间设有弹性伸缩结构。

结合图4所示，本实施例中弹性伸缩结构包括底部开口的框体16，框体16顶部设有连接孔，通过螺栓17将框体16与第二滑块进行固定，在框体16内部固定有弹簧18，弹簧18底部固定有销杆19，销杆19的底部设有为锥形，其中定位钢球12固定在销杆19的底部。

本实施例的中间轴结构1中以左侧齿轮为基准齿轮2，其中位移传感器13水平滑动连接在机架上，其检测端水平朝向基准齿，另外位移传感器13连接有PLC控制器，并通过以太网接口与电脑相连。

结合上述检测装置，本实施例中，中间轴齿轮位置度检测方法，其检测原理结合图1所示，其中坐标零点为中间轴的旋转中心O，以最左侧(或最右侧)的齿轮为基准齿轮2，该基准齿轮2的分度圆半径为R0(已知)，其它被测齿轮3的分度圆半径为Ri，i＝1,2,3……n，n为被测齿轮3的个数，ΦX为规定的位置度公差最大值，θi为被测齿轮3与基准齿轮2测量中心点间的旋转角度，而dXi＝Ri*sin(θi)，因旋转角度θi较小，因此dXi＝Ri*sin(θi)≈Ri*θi……式1。

中间轴齿轮位置度检测方法，包括以下步骤：

步骤1：以中间轴的旋转中心O为坐标零点，以中间轴上最左侧(或最右侧)的齿轮为基准齿轮2，该基准齿轮2的分度圆半径为R0(已知)，沿Y轴水平移动位移传感器13，使其检测端位于基准齿轮2的齿槽内，且检测端圆心与基准齿轮2的分度圆重合，同时通过第一丝杠副14和第二丝杠副15将定位钢球12移动至基准齿轮2顶部的齿槽内，使定位钢球12的圆心与基准齿轮2的分度圆重合，此时位移传感器13输出的数值为C(也可以直接进行归零处理)。

步骤2：后位移传感器13不再移动，通过第一丝杠副14和第二丝杠副15移动定位钢球12，使其移动至第一个被测齿轮3的齿槽内，并使得其圆心与第一个被测齿轮3的分度圆重合，其中中间轴上被测齿轮3的分度圆半径为Ri(已知)，即第一个被测齿轮3的分分度圆半径为R1，后记录(通过PLC控制器传输至电脑，通过电脑记录和运算)位移传感器13的读数为C1，由于本实施例中位移传感器13只设置有一个，结合式1，(C1-C)/R0＝dXi/Ri＝θi，得出位置度检测公式dXi＝(Ci-C)*Ri/R0……式2。

则第一个被测齿轮3的转动量(位置度)为dX1＝(C1-C)*R1/R0。

通过移动定位钢球12，依次检测出被测齿轮3的转动量(位置度)dXi＝(Ci-C)*Ri/R0。

步骤3：通过步骤2检测到的位置度dXi，将其与ΦX比较，当dXi＞ΦX时，该被测齿轮3需要重新进行装配。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：采用的检测装置，包括机架，机架上设有定位单元和检测单元，所述定位单元用于支撑待检测的中间轴，所述检测单元包括定位钢球和位移传感器，机架上设有驱动定位钢球沿X轴和Z轴移动的驱动机构，位移传感器水平设置在机架上，位移传感器与机架水平滑动连接，其检测端水平朝向待检测中间轴上的基准齿轮；

该检测方法，包括以下步骤：

步骤1：以中间轴的旋转中心为坐标零点，以中间轴上最左侧或最右侧的齿轮为基准齿轮，使位移传感器的检测端圆心与基准齿轮的分度圆重合，通过驱动机构将定位钢球移动至基准齿轮顶部的齿槽内，使定位钢球的圆心与基准齿轮的分度圆重合，记录位移传感器输出的数值为C或对位移传感器进行归零处理；

步骤2：通过驱动机构移动定位钢球至各被测齿轮的齿槽内，并使得其圆心与被测齿轮的分度圆重合，并依次记录位移传感器的读数Ci，i=1,2,3……n，n为被测齿轮的个数，得到被测齿轮的位置度dXi=（Ci-C）*Ri/R0，其中Ri为被测齿轮的分度圆半径，R0为基准齿轮的分度圆半径；

步骤3：通过步骤2检测得到的位置度dXi，将其与ΦX比较，当dXi＞ΦX时，该被测齿轮重新进行装配，其中ΦX为规定的位置度公差最大值。

2.根据权利要求1所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：所述位移传感器连接有PLC控制器，并通过以太网接口与电脑相连。

3.根据权利要求1所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：所述定位单元包括设置在两侧的支撑台，支撑台上开设有V形槽，两个V形槽的底面位于同一水平面上。

4.根据权利要求3所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：机架上还设有靠近其中一个支撑台的顶尖机构。

5.根据权利要求4所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：所述驱动机构包括第一丝杠副和第二丝杠副，第一丝杠副包括第一丝杠和第一滑块，第一丝杠水平设置在定位单元的上方，第二丝杠副包括第二丝杠和第二滑块，第二丝杠竖向转动连接在第一滑块上，定位钢球设置在第二滑块上。

6.根据权利要求5所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：所述定位钢球与第二滑块之间设有弹性伸缩机构。

7.根据权利要求6所述的中间轴齿轮位置度检测方法，其特征在于：所述弹性伸缩机构包括底部开口的框体，框体顶部设有连接孔，通过螺栓将框体与第二滑块进行固定，在框体内部固定有弹簧，弹簧底部固定有销杆，销杆的底部设有为锥形，定位钢球固定在销杆的底部。

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