一种基于双面啮合的齿轮测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于双面啮合的齿轮测量系统，包括第一支撑座、竖直固定于第一支撑座的芯轴及轴向支撑部，芯轴上设置有由若干滚珠构成的滚珠圈，滚珠圈位于标准齿轮齿宽中部的位置处，滚珠圈用于接触标准齿轮的轴孔，并用于径向支撑标准齿轮，第一支撑座上设置有至少三个位移传感器，位移传感器用于与标准齿轮的端面相接触，并用于在标准齿轮与被测齿轮进行无侧隙的双面啮合传动时，分别检测接触处的轴向位移；轴向支撑部用于轴向支撑标准齿轮；本发明专利技术所提供的测量系统，结构紧凑、成本低，不仅可以实现对各种尺寸齿轮的快速测量，而且无需对径向综合偏差进行修正和补偿，可以有效简化径向综合偏差的计算过程，更有利于快速测量。

A Gear Measurement System Based on Double Face Meshing

The invention relates to a gear measuring system based on double-sided meshing, which comprises a first support seat, a core shaft vertically fixed to the first support seat and an axial support part. The core shaft is provided with ball rings composed of several balls, which are located in the middle of the tooth width of the standard gear. The ball rings are used for contacting the shaft holes of the standard gear and for radial support of the standard gear and the first support. There are at least three displacement sensors on the seat, which are used to contact the end face of the standard gear, and to detect the axial displacement of the contact point respectively when the standard gear and the tested gear are engaged in the double-sided meshing transmission without backlash; the axial support part is used to support the standard gear axially; the measuring system provided by the invention has compact structure and low cost, and can not only be solid. At present, the rapid measurement of various sizes of gears can effectively simplify the calculation process of the radial comprehensive deviation and is more conducive to the rapid measurement without the need to correct and compensate the radial comprehensive deviation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双面啮合的齿轮测量系统
本专利技术涉及齿轮精度快速测量领域，具体涉及一种基于双面啮合的齿轮测量系统。
技术介绍
齿轮传动是机械传动中最重要、也是应用最广泛的一种传动形式，具有传动比准确、结构紧凑、传动效率高等优点，为确保车辆齿轮安全与质量，各国要求对成品齿轮进行100％的测量。虽然在计量室条件下齿轮测量技术是成熟的，但在生产现场的大批量检测中，如何快速获取齿轮的精度信息却是个难题。国外的齿轮在线测量产品均采用了Gimbal多维测量机构。当被测齿轮与测量齿轮及特殊测量齿轮作无侧隙啮合滚动时，通过径向传感器、齿向倾斜传感器、齿向锥度传感器同时测量中心距的变化量以及齿轮的轴线偏摆量。这类测量仪虽然解决了齿轮齿向与锥度误差的测量问题，但由于其中包含Gimbal多维测量机构，而Gimbal多维测量机构复杂，且测量时三个齿轮进行啮合运动，运动过程中的系统转动惯量大，限制了测量速度的提高。针对上述问题，现有技术中公开了一种基于双面啮合的齿轮快速测量系统，该系统包括固定标准齿轮的芯轴，以及固定被测齿轮的转轴，芯轴的两个横截面内分别设置有若干电感传感器，在测量时，被测齿轮固定于转轴，标准齿轮通过轴孔套设于芯轴，以被测齿轮为主动轴，带动标准齿轮做无间隙的双面啮合传动，并在传动过程中，实现对被测齿轮的快速测量；然而，该测量系统通常存在以下弊端，(1)、电感传感器需要设置在标准齿轮的轴孔内，由于电感传感器具有一定的体积大小，导致该系统不能用于测量较小的齿轮，尤其是轴孔较小的齿轮；(2)、该系统通过分别设置于芯轴两个横截面内的电感传感器来确定标准齿轮转动过程中中心线的位置，由于所述两个横截面均不位于齿宽的中部，故在计算所测量的径向综合偏差时，需要对径向综合偏差进行修正和补偿，不仅计算麻烦，而且计算精度不高。
技术实现思路
为改善现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种基于双面啮合的齿轮测量系统，结构紧凑、成本低，不仅可以实现对各种尺寸齿轮的快速测量，而且可以有效简化径向综合偏差的计算过程，更有利于快速测量。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于双面啮合的齿轮测量系统，包括第一支撑座、竖直固定于所述第一支撑座的芯轴以及轴向支撑部，所述芯轴上设置有由若干滚珠构成的滚珠圈，所述滚珠圈位于标准齿轮齿宽中部的位置处，滚珠圈用于接触标准齿轮的轴孔，并用于径向支撑标准齿轮，所述第一支撑座上设置有三个或三个以上的位移传感器，所述位移传感器用于与标准齿轮的端面相接触，并用于在标准齿轮与被测齿轮进行无侧隙的双面啮合传动时，分别检测接触处的轴向位移；所述轴向支撑部用于轴向支撑标准齿轮，避免标准齿轮因自重将所述位移传感器压至死行程。进一步的，还包括处理器，所述各位移传感器分别与所述处理器相连，所述处理器用于接收各位移传感器所采集的位移数据，并根据所述位移数据计算标准齿轮轴线的位置。一种方案中，所述轴向支撑部包括球形钢珠及与所述球形钢珠相连的磁性轴盖，所述芯轴顶部的中心位置处设置有球形凹槽，所述球形钢珠设置于所述球形凹槽内，并与所述球形凹槽构成球铰接，所述磁性轴盖具有磁性，所述磁性轴盖用于吸附标准齿轮；从而实现对标准齿轮的轴向支撑，避免标准齿轮因自重将所述位移传感器压至死行程，而无法正常工作。另一种方案中，所述轴向支撑部包括至少3个压缩弹簧及分别固定于所述压缩弹簧一端的支撑球，压缩弹簧的另一端竖直固定于所述第一支撑座，支撑球用于与标准齿轮的端面相接触，当所述压缩弹簧的弹力与标准齿轮的自重相平衡时，所述位移传感器分别与标准齿轮的端面相接触，且均未被压至死行程。又一种方案中，所述第一支撑座设置有至少3个导气孔，且导气孔的出口竖直向上，通过导气孔所输出的气体的浮力轴向支撑标准齿轮。既可以实现对标准齿轮的轴向支撑，又可以避免标准齿轮因自重将第一支撑座上的位移传感器压至死行程。优选的，所述滚珠为圆球形钢珠。一种优选的方案中，所述芯轴设置环状凹槽，所述滚珠分别设置于所述凹槽内，并可相对于所述凹槽转动和滚动。一种优选的方案中，所述各位移传感器沿所述芯轴的圆周方向均匀分布，且各位移传感器共圆。优选的，所述位移传感器为电感式位移传感器。进一步的，还包括底座、第二支撑座以及转轴，所述第二支撑座固定于所述底座，所述转轴竖直设置于第二支撑座，所述第一支撑座设置于所述底座，并可相对于底座移动，第一支撑座与第二支撑座之间通过弹簧相连，所述弹簧为拉伸弹簧，转轴用于固定被测齿轮，弹簧用于压紧标准齿轮与被测齿轮，并使标准齿轮与被测齿轮进行无侧隙的双面啮合传动。进一步的，还包括中心距位移传感器，所述中心距位移传感器设置于所述第一支撑座和/或第二支撑座和/或底座，并与所述处理器相连，中心距位移传感器用于在标准齿轮与被测齿轮进行双面啮合传动时，测量标准齿轮与被测齿轮的中心距，所述处理器根据所述中心距计算被测齿轮的径向综合偏差。优选的，所述中心距位移传感器为光栅式位移传感器，所述光栅式位移传感器的读数头设置于所述第一支撑座，所述光栅式位移传感器的光栅尺设置于所述底座。进一步的，还包括滑轨，所述滑轨设置于所述底座，所述第一支撑座设置于所述滑轨，并可沿滑轨的长度方向移动。进一步的，还包括驱动电机，所述驱动电机设置于所述底座，所述驱动电机的输出轴与所述转轴相连，驱动电机用于驱动转轴转动。进一步的，所述第二支撑座上设置有若干气孔，所述气孔的出口竖直向上，通过气孔所输出的气体的浮力轴向推动被测齿轮，和/或，通过气孔负压吸附被测齿轮。根据气浮原理，在齿轮的测量过程中，尤其是在更换被测齿轮时，可以利用气孔处输出的压力气体推出被测齿轮，从而实现被测齿轮与第二支撑座的快速分离，便于进行快速换装；安装被测齿轮时，尤其是在固定被测齿轮时，根据负压吸附原理，可以利用气孔处的负压吸附被测齿轮，实现将被测齿轮与第二支撑座之间的相对固定。更进一步的方案中，还包括空气压缩机，所述空气压缩机的出口与所述气孔的入口相连通，空气压缩机用于产生压缩空气。在更进一步的方案中，还包括真空机，所述真空机的入口与第二支撑座上设置的若干气孔相连通，真空机用于产生真空，以便为将被测齿轮吸附至第二支撑座，避免使用螺母固定被测齿轮，提高更换被测齿轮的效率。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种基于双面啮合的齿轮测量系统，具有以下有益效果：1、本系统是在现有齿轮快速测量系统的基础上进行的改进，结构紧凑、成本低，不仅可以实现对各种尺寸齿轮的快速测量，而且无需对径向综合偏差进行修正和补偿，可以有效简化径向综合偏差的计算过程，更有利于快速测量。2、本系统中，位移传感器均布置于轴系的端部，而非布置于轴系的内部，不仅可以实现对被测齿轮径向综合偏差、齿向倾斜偏差以及锥度偏差的测量，而且可以有效避免现有技术中的弊端，尤其是微型高精度位移传感器难以设计的技术弊端。3、本系统中，通过滚珠圈实现对标准齿轮的径向固定，在测量过程中，芯轴与标准齿轮之间通过滚珠圈始终保持球面接触状态，更有利于提高测量的灵敏度和精度。4、本系统中，标准齿轮的安装及更换过程更方便，且有利于提高测量速度。5、通过在被测齿轮支撑座(即第二支撑座)上设置若干气孔实现对被测齿轮的快速拆装，有利于进一步提高测量速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双面啮合的齿轮测量系统，其特征在于，包括第一支撑座、竖直固定于所述第一支撑座的芯轴以及轴向支撑部，所述芯轴上设置有由若干滚珠构成的滚珠圈，所述滚珠圈位于标准齿轮齿宽中部的位置处，滚珠圈用于接触标准齿轮的轴孔，并用于径向支撑标准齿轮，所述第一支撑座上设置有三个或三个以上的位移传感器，所述位移传感器用于与标准齿轮的端面相接触，并用于在标准齿轮与被测齿轮进行无侧隙的双面啮合传动时，分别检测接触处的轴向位移；所述轴向支撑部用于轴向支撑标准齿轮，避免标准齿轮因自重将所述位移传感器压至死行程。

【技术特征摘要】
1.一种基于双面啮合的齿轮测量系统，其特征在于，包括第一支撑座、竖直固定于所述第一支撑座的芯轴以及轴向支撑部，所述芯轴上设置有由若干滚珠构成的滚珠圈，所述滚珠圈位于标准齿轮齿宽中部的位置处，滚珠圈用于接触标准齿轮的轴孔，并用于径向支撑标准齿轮，所述第一支撑座上设置有三个或三个以上的位移传感器，所述位移传感器用于与标准齿轮的端面相接触，并用于在标准齿轮与被测齿轮进行无侧隙的双面啮合传动时，分别检测接触处的轴向位移；所述轴向支撑部用于轴向支撑标准齿轮，避免标准齿轮因自重将所述位移传感器压至死行程。2.根据权利要求1所述的一种基于双面啮合的齿轮测量系统，其特征在于，还包括处理器，所述各位移传感器分别与所述处理器相连，所述处理器用于接收各位移传感器所采集的位移数据，并根据所述位移数据计算标准齿轮轴线的位置。3.根据权利要求1所述的一种基于双面啮合的齿轮测量系统，其特征在于，所述轴向支撑部包括球形钢珠及与所述球形钢珠相连的磁性轴盖，所述芯轴顶部的中心位置处设置有球形凹槽，所述球形钢珠设置于所述凹槽内，并与所述凹槽构成球铰接，所述磁性轴盖具有磁性，所述磁性轴盖用于吸附标准齿轮。4.根据权利要求1所述的一种基于双面啮合的齿轮测量系统，其特征在于，所述轴向支撑部包括至少3个压缩弹簧及分别固定于所述压缩弹簧一端的支撑球，压缩弹簧的另一端竖直固定于所述第一支撑座，支撑球用于与标准齿轮的端面相接触，当所述压缩弹簧的弹力与标准齿轮的自重相平衡时，所述位移传感器分别与标准齿轮的端面相接触，且均未被压至死行程。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：宁夏,64