本发明专利技术属于精密齿轮测试技术领域，提供一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其安装方法，能够提高测头的定位精度和定位稳定性，减小测量过程中振动对测试结果的影响，提高齿轮齿距测量精度。测头装置包括L板、背面挡板、正面挡板、底板、顶板、簧片、簧片夹板、定位板、凸轮轴、四个锁紧块、滚针、阻尼球、弹簧、弹簧螺钉、驱动电机。通过高精度滚针与定位面之间的线接触进行定位，可以提高测头的定位精度，同时通过设计，防止凸轮轴的旋转运动对测头平动板定位精度产生影响；另外可以通过阻尼球减小振动对齿轮齿距测量的影响。本装置具有结构简单，操作方便，测头定位精度高，定位重复性好，齿距测量精度高等优点。齿距测量精度高等优点。齿距测量精度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其安装方法
[0001]本专利技术属于精密齿轮测试
，涉及一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其安装方法。
技术介绍
[0002]齿轮的齿距偏差包括单个齿距偏差f
pt
和齿距累积总偏差F
p
是齿轮精度国际标准ISO 1328
‑
1:2013(E)和齿轮精度国家标准GB/T10095.1
‑
2008中的必检项目之二，同时也是我国标准齿轮检定规程JJG1008
‑
2006中对齿轮精度等级划分的五个参考中的两个指标。齿距偏差的存在会使传动不准确，如果过大会在传动过程中有较大的加速度力，产生较大的动载荷，影响齿轮传动的平稳性，产生振动及噪音，目前齿距偏差对传统齿轮振动和噪声的影响已经达到微米量级，数值达到了齿轮国家标准和齿轮国际标准中的最高等级。按照齿轮齿距偏差的测量原理，其测量方法主要包括绝对法和相对法两种，绝对法采用单测头，通过高精度的分度装置和角度量仪和线性测微仪，可以直接测量出齿距的偏差；而相对法采用双测头，选取某一齿距作为相对基准，进而逐齿测量该齿轮剩余齿距相对于基准齿距的偏差，通过数据处理求出齿距偏差，属于间接测量法；本专利采取绝对法对齿距偏差进行测量。
[0003]根据圆柱齿轮精度制国家标准GB/T 10095.1
‑
2008的定义，齿轮齿距偏差测量位置应位于齿轮的分度圆上，测量方向为分度圆的切线方向。据此可以看出，在测量过程中测头的位置精度对测量结果起着决定性的作用。影响测头位置精度的因素主要有：定位元件的精度、定位元件的接触方式、定位的可靠程度、定位稳定性等。
[0004]中国专利技术专利【CN201110046789.X】提供了一种用于齿轮齿距偏差测量的测头重复定位装置，解决测头位置精度调整困难的问题，其定位精度主要靠定位板和定位螺钉之间的点接触来保证，局限性在于点接触不太稳定，由于接触面积小，压强大，定位螺钉与定位面之间的多次碰撞可能导致定位面产生变形，影响定位精度；中国专利技术专利【CN202010690703.7】公开一种齿轮齿距检测设备，通过机械的微量调节对齿轮之间的位置进行微量测量，避免测量过程中出现人工误差，该设备结构复杂，且无法保证测头的精确定位；中国专利技术专利【CN202010369046.6】和【CN202020570355.5】提供了两种多规格齿距测量装置，实现对不同型号，不同内外孔直径的齿轮进行检测，相对于手持测量仪器更加精确，但是精度有限，无法满足高精度齿轮齿距测量的要求；中国专利技术专利【201610847226.4】专利技术了一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其调整方法，通过使用无回程误差的交叉簧片铰链杠杆补偿测量方向的角度误差，该方案测头的运动方向与齿轮的齿廓切线方向相同，该方向齿距测量结果对测头运动方向的定位误差不敏感，可以实现齿轮齿距偏差的高精度测量。但是该方案没有考虑到测头齿廓法向上的定位误差对齿距偏差测量的影响，也没有考虑定位可靠性与稳定性，齿距偏差测量精度仍有提升空间。
技术实现思路
[0005]为了进一步提高齿轮齿距的测量精度，减小测量过程中定位时的振动冲击对测量结果的影响，本专利技术提供了一种高精度齿轮齿距测量的测头装置。专利技术了一种利用两侧高精度滚针同时与高精度平面线接触的定位方式，提高测头采集数据时的定位精度；专利技术了一种利用簧片与弹簧相结合的测头运动与定位结构，为测头回程提供足够的拉力，并将滚针以恒压力紧压在平面上，使定位更加稳定；专利技术了一种测量时加快振动衰减的方法，通过在齿距测量装置测头平动板开孔，并放入适当数量的阻尼球，定位时阻尼球的回弹与相互撞击起到阻尼作用，有利于加快测头平动板振动的衰减，以减小振动对齿距测量精度的影响。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置，包括L板、背面挡板、正面挡板、底板、测头平动板、簧片、簧片夹板、定位板、凸轮轴、锁紧块A、锁紧块B、锁紧块C、锁紧块D、滚针、阻尼球、弹簧、弹簧螺钉、驱动电机。
[0008]所述的L板的安装定位面设有若干沉头孔，与测头平动板底部通过螺钉连接，与安装定位面垂直的驱动面与凸轮轴上的凸轮形成凸轮高副，将驱动电机的旋转运动转换为测头平动板的平移往复运动；在测头平动板定位时，L板与凸轮轴上的凸轮之间设有一定的间隙，防止凸轮轴的旋转运动对测头平动板定位精度产生影响；凸轮轴一端与电机相连，另一端安装轴承，嵌入正面挡板内，保证凸轮轴运动的平稳性；背面挡板设有用于安装电机的螺纹孔与通孔；正面挡板中部设有容纳轴承的盲孔；定位板设计为左右两侧凸起且共面的结构，方便进行一起研磨，提高定位面的平面精度，同时中部的空间可以容纳簧片压板及锁紧块A和锁紧块B；簧片与簧片压板组合完成后，上下两端均留出合适的长度，分别用螺钉与底板和测头平动板相连接，为测头平动板移动提供适当的弹性变形空间，使凸轮轴上的凸轮能够将测头平动板推动到极限位置，并在测头平动板定位时提供恒定的压紧力；簧片中部由双簧片夹板夹持，对测头平动板能起到支撑作用，能够实现测头平动板浮于前后挡板之上；测头平动板后端加工有若干一定深度的盲孔来安装阻尼球，用以加快在测头启动、停止或与齿轮发生接触时振动的衰减，以减小振动冲击对齿距测量精度的影响；测头平动板前端设有C字形的槽孔，用于过盈安装高精度滚针，测头平动板上部设有用来安装测头连接杆的螺纹孔；锁紧块A、B、C、D均为细长的矩形金属块，上面开有连接孔，用来将簧片与底板、测头平动板相连接；底板与L板靠凸轮轴的一侧均设有用来安装弹簧螺钉的螺纹孔，安装后可以通过弹簧适当增加将测头平动板上的滚针压到定位面上的力，使定位更加稳定可靠。
[0009]进一步的，所述的四个锁紧块A10、B11、C5、D7分别位于簧片18的四个自由端，通过螺钉将簧片18锁紧到测头平动板4与底板12的左右两侧，起到固定测头平动板4与底板12之间相对位置的作用，使测头平顶板4稳定地浮于前后挡板之上。其中，锁紧块C5还能防止测头平动板4后端盲孔内部的阻尼球20掉出。
[0010]进一步地，所述的测头平动板前端设有的C字型形槽孔，其包角在200
°
～270
°
之间，既能保证高精度滚针的过盈安装，又能让高精度滚针部分露出，实现与定位板的可靠定位。
[0011]进一步地，所述的底板设计为T型的结构，既可以安装弹簧，提供额外的保证测头平动板定位稳定性的拉力，又可以避免仅在正面、背面挡板底边安装螺钉，有效地改善底板
与正面、背面挡板相连接时的螺钉的布局，使连接更可靠。
[0012]进一步地，所述的凸轮轴上的凸轮为偏心轮，偏心轮的偏心量e是按照最大测量模数m和测头半径r
p
确定，偏心量e的最大位移应略大于(m+r
p
)/2，以确保测头在退出齿槽后不与旋转的齿轮发生干涉。
[0013]进一步地，所述的测头平动板后端的盲孔中放入与盲孔直径成间隙配合的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置，其特征在于，所述的测头装置包括测头(1)、滚针(2)、测头连接杆(3)、测头平动板(4)、锁紧块C(5)、驱动电机(6)、锁紧块D(7)、正面挡板(8)、定位板(9)、锁紧块A(10)、锁紧块B(11)、底板(12)、凸轮轴(13)、背面挡板(14)、L板(15)、弹簧(17)、簧片(18)、簧片压板(19)、阻尼球(20)；所述的L板(15)的安装定位面设有若干沉头孔，与测头平动板(4)底部连接，与安装定位面垂直的驱动面与凸轮轴(13)上的凸轮形成凸轮高副，将驱动电机(6)的旋转运动转换为测头平动板(4)的平移往复运动；在测头平动板(4)定位时，L板(15)与凸轮轴(13)上的凸轮之间设有间隙，防止凸轮轴(13)的旋转运动对测头平动板(4)定位精度产生影响；所述的凸轮轴(13)一端与电机相连，另一端安装轴承，嵌入正面挡板(8)内，保证凸轮轴(13)运动的平稳性，其中正面挡板(8)中部设有容纳轴承的盲孔；背面挡板(14)设有用于安装电机的螺纹孔与通孔；所述的定位板(9)设计为左右两侧凸起且共面的结构，提高定位面的平面精度，同时中部空间用于容纳簧片压板(19)及锁紧块A(10)和锁紧块B(11)；簧片(18)与簧片压板(19)组合完成后，上下两端均通过螺钉与底板(12)和测头平动板(4)相连接，为测头平动板(4)移动提供弹性变形空间，使凸轮轴(13)上的凸轮能够将测头平动板(4)推动到极限位置，并在测头平动板(4)定位时提供恒定的压紧力；所述的簧片17中部由双簧片夹板夹持，对测头平动板(4)能起到支撑作用，能够实现测头平动板(4)浮于前后挡板之上；测头平动板后端加工有若干盲孔(4
‑
1)安装阻尼球(20)；测头平动板(4)前端设有C字形的槽孔，用于过盈安装高精度滚针(2)，测头平动板(4)上部设有用来安装测头连接杆(3)的螺纹孔；所述的锁紧块A(10)、B(11)、C(5)、D(7)均为细长的矩形金属块，开有连接孔，用来将簧片(18)与底板(12)、测头平动板(4)相连接；底板(12)与L板(15)靠凸轮轴(13)的一侧均设有用来安装弹簧螺钉的螺纹孔，安装后通过弹簧(17)增加将测头平动板(4)上的滚针(2)压到定位面上的力，使定位稳定可靠。2.根据权利要求1所述的一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置，其特征在于，所述的测头平动板(4)前端C字型形槽孔的包角在200
°
～270
...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌四营，刘远航，王奉涛，凌明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。