在進行齒輪測繪時糕档,通常是測量齒頂圓直徑访跪、齒根圓直徑蟹嫁,以此確定齒輪各主要參數(shù)。但在測量時喇躲,有時難以實現(xiàn)腮稚,如在測量奇數(shù)齒軸齒輪時,必須先測一些有關的量继棉,再進行間接換算才行挽饺。由于間接測量,其誤差大终琅、精度低恨溜,如采用光電儀器測量,成本又較高找前,一些工廠難以實現(xiàn)糟袁。本量具不但解決了有軸孔的奇數(shù)齒輪齒頂圓和齒根圓直徑的測定,也解決了奇數(shù)齒軸齒輪的測定纸厉,對偶數(shù)齒齒輪及大軸徑均可測量系吭。
1 三點定圓原理
以O點為圓心,以d為直徑的圓颗品,作圓的兩條切線AO′、BO′交于點O′沃缘,交角為2β躯枢,連接OO′交圓周于點C,故∠AO′O=∠BO′O=β槐臀,在直角三角形OAO′中
OO′sinβ=OA (1)
OA=OB=OC=d/2 (2)
O′C=OO′-OC (3)
將式(1)锄蹂、式(2)代入式(3),則
O′C=d/2sinβ-d/2
∷=(1-sinβ)d/2sinβ (4)
d=2sinβO′C/(1-sinβ) (5)
式中β和O′C可測出得糜,所以d值可求。
2 量具結構
利用上述關系式现熔,設計了專用量具服骚,固定角β后測得O′C值滤躺,代入式(5)計算即可。
量具結構蝎蛤,主要由測量爪1屠途、角度盤3、讀數(shù)頭4組成挪吱。
2.1 測量爪
測量時采用面接觸带诊,測量爪1的工作面通過自己的回轉中心并延伸到另一側,以便確定β角捺柬。測量爪用螺栓固定在回轉中心上于箩,為保證其穩(wěn)定性和準確性,調整β角后望泪,再用螺栓3將測量爪固定在角度盤上(兩側測量爪對中線夾角β相等)羹圣。
2.2 讀數(shù)頭
讀數(shù)頭4選用千分尺結構,為實現(xiàn)標準化贫宫,可采用標準深度千分尺讀數(shù) 拼岳,用以測量O′C值。
2.3 角度盤
角度盤2為量具主體况芒,上面刻有供測量爪調整角度的刻度和裝配測量爪用的中心(即測量爪回轉中心)孔惜纸,同時在角度盤對稱線上加工出裝配讀數(shù)頭用的配合孔,裝配時采用過盈配合绝骚。
2.4 量具的調零
將量具在一個標準環(huán)上通過標準讀數(shù)頭的微調零裝置調零(即測量爪中心)耐版。
3 齒輪測量
3.1 測量齒頂圓直徑da
無論奇數(shù)齒或偶數(shù)齒齒輪,測量時調整β角压汪,確保兩測量爪(圖中AO′粪牲、BO′)工作面與輪齒中線附近(OA、OB)的齒頂圓相切止剖,轉動讀數(shù)頭旋鈕腺阳,使伸入端O′C頂?shù)街虚g輪齒的齒頂C點上(跨齒數(shù)為奇數(shù)),讀出O′C值穿香,并將O′C和β值代入式(5)亭引,即可計算齒頂圓直徑
da=2sinβO′C/(1-sinβ) (6)
3.2 測量齒根圓直徑df
O′A、O′B為兩測量爪皮获,調整β角焙蚓,使測量爪工作面與齒輪輪齒中線附近齒頂相切,轉動讀數(shù)頭旋鈕裸岁,使伸入端OE頂?shù)烬X根圓E點上(跨齒數(shù)為偶數(shù))届辽,讀出OE值,由于
OO′=AO/sinβ=da/2sinβ (7)
OE=OO′-O′E (8)
OE=df/2=da/2sinβ-O′E
df=da/sinβ-2O′E (9)
3.3 齒輪參數(shù)的確定
完成da郊啄、df的測量映贞,即可按通常方法計算齒輪的各參數(shù)奥泛。
4 注意事項
調整β角時,應使兩測量爪與角度盤對稱線的夾角β相等紊埂;測量時盡量調整到使測量爪與輪齒中線附近的齒頂圓相切豫狸;測量齒頂圓時,跨齒數(shù)為奇數(shù)庶消;測量齒根圓時赂裁,跨齒數(shù)為偶數(shù);測量時媚哪,使測量爪所在平面與被測齒輪軸線垂直烛许。
5 量具的誤差分析
作為量具,首先必須要滿足精度要求耙厚。
5.1 量具的系統(tǒng)誤差
由式(5)可知强挫,夾角誤差和讀數(shù)頭誤差直接影響系統(tǒng)誤差。
由于誤差比較小薛躬,對式(5)全微分俯渤,得
Δd=2sinβΔΟ′C/(1-sinβ)
+2O′CcosβΔβ/(1-sinβ)2 (10)
由此可見型宝,2sinβ/(1-sinβ)為常數(shù)八匠,這說明ΔOC對Δd的影響為固定線性關系;而O′Ccosβ/(1-sinβ)2與O′C的值成比例關系趴酣,說明Δβ對Δd的影響關系與被測直徑成比例關系梨树。以上說明系統(tǒng)誤差是有規(guī)律的,設計制造時盡量減小那些對直徑誤差影響較大的參數(shù)誤差岖寞。設計制造后抡四,可通過修正系數(shù)消除系統(tǒng)誤差。
5.2 隨機誤差
測量過程中仗谆,測量力的大小指巡、量具的變形、測量時的溫度要捐、夾持位置的不同及讀數(shù)誤差等风加,都會產生一些不確定的誤差,這些誤差抽述,可通過控制測量環(huán)境和反復多次測量等手段將其降到最小程度,使之滿足測量要求边饿。
6 結論
對實際齒輪進行測量使城,結果表明原理正確、結論可靠值舀;量具結構簡單蛆骨,便于制造牌盖,易推廣,且可用于大軸徑和圓弧面曲率半徑的測量洒妈,誤差適中吧郑,體積、重量適當蛮碾,便于測量颗蝶。
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