CN111102895A - 一种渐开线内花键磨损量的测具及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量工具，具体涉及一种渐开线内花键磨损量的测具及其测量方法，以解决现有技术中内花键磨损量测量精度不高的问题。本发明的一种渐开线内花键磨损量测具，包括改装内径千分尺和标准件，改装内径千分尺包括三个测量头，测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上。本发明还提供一种渐开线内花键磨损量测量方法，包括以下步骤：1)采用标准件调零改装内径千分尺；2)将改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中，改装内径千分尺的读数即为△M；3)根据△S与△M值的对应关系，计算得出△S值；被测渐开线内花键的剩余齿厚等于标准件的齿厚减去△S值，即可得出被测渐开线内花键的磨损情况。

Description

一种渐开线内花键磨损量的测具及测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量工具，具体涉及一种渐开线内花键磨损量的测具及其测量方法。

背景技术

渐开线内花键制造时的测量方法很多，如三针法测量M值、极限塞规测量内花键的公差带是否合格等，对于一些性能要求高的内花键需要定期检查工作部位的磨损量，由于联接的外花键往往处于内花键的中间部位，因此内花键的实际磨损部位测量较困难。

现有测具采用杠杆结构进行测量，但由于使用者的力度不同，测量结果也有差异。尤其是对于内花键距离孔口为250mm的发动机，由于工作部位狭小，其内花键磨损量的测量往往需要使用专用测具，如图1所示，由于内花键可供测具放入的空间只有300mm左右，因此测量精度不高，且即使是同一操作者进行重复测量，结果也不同。

图2为通用数显三点内径千分尺的测量头示意图，由于测量头与渐开线内花键的接触部位圆弧半径大，且每个厂家的测量头形式也不一样，因此无法满足渐开线花键M值测量要求，进而无法精确地测量渐开线内花键的磨损量。

发明内容

本发明提供一种渐开线内花键磨损量的测具，以解决现有技术中内花键磨损量测量精度不高的问题。

本发明的技术解决方案是：一种渐开线内花键磨损量的测具，其特殊之处在于：包括改装内径千分尺和标准件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，但其齿厚小于标准齿厚且大于工艺要求的剩余齿厚；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。

本发明还提供一种上述测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的剩余齿厚，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

本发明还提供一种渐开线内花键磨损量的测具，包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，但其齿厚小于标准齿厚且大于工艺要求的剩余齿厚；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。所述对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；

所述对表件为环规结构；当改装内径千分尺的三个测量头均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

本发明还提供一种上述测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对所述改装内径千分尺调零；若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的剩余齿厚，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

本发明还提供一种渐开线内花键的测具，包括改装内径千分尺和标准件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构尺寸相同；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。

本发明还提供一种上述测具对渐开线内花键的测量方法，包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际加工齿厚。

本发明还提供一种渐开线内花键的测具，包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构尺寸相同；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。所述对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；

所述对表件为环规结构；当改装内径千分尺的三个测量头均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

本发明还提供一种上述测具对渐开线内花键的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对所述改装内径千分尺调零；若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际加工齿厚。

本发明的有益效果：

(1)本发明的渐开线内花键磨损量测具可与内花键齿槽面接触，因而测量精度高。

(2)本发明的改装内径千分尺包括三个测量头，插入待测渐开线内花键后可保证测量值稳定。

(3)本发明按照齿厚相同的原则设置标准件和对表件，可用于判定测具本体长期使用是否磨损，以防止测具本体磨损造成测量渐开线内花键的磨损量误差。

(4)本发明的渐开线内花键磨损量测具结构简单，制作成本低。

(5)本发明的测具测量结果稳定，测量方法简单，因此也可用于渐开线内花键制造时的测量。

(6)本发明根据花键的齿数(偶数或奇数)选择三个测量头的圆周布局方式，因此可以适用不同齿槽数的渐开线内花键测量。

附图说明

图1为现有的专用测具的结构示意图；

图2为现有通用数显三点内径千分尺的测量头结构示意图；

图3为本发明改装后的内径千分尺的测量头结构示意图；

图4为本发明标准件的结构示意图；

图5为本发明对表件的结构示意图；

图6为本发明改装内径千分尺的测量端结构示意图；

图7为本发明改装内径千分尺的结构示意图；

附图标记如下：1-测量头；3-改装内径千分尺；4-标准件中与对表件的内侧光面对应的圆；5-对表件的内侧光面。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例渐开线内花键磨损量的测具，包括改装内径千分尺和标准件；

待测量的渐开线内花键齿数为18、分度圆直径为18、模数为1，查阅《量具设计手册》获得滚棒(测量棒)直径dp＝Φ1.732，选择测量范围在Φ19左右的数显三点内径千分尺，分解测量头，将其三个测量头改制为半径为0.866的球头，三个测量头的球头的球心位于同一圆周上的改装内径千分尺，且三个测量头圆周均布，即为本实施例的改装内径千分尺；改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度。

本实施例中渐开线内花键的工艺要求剩余齿厚不小于1.2，标准齿厚为S＝W＝πm/2＝1.57，考虑到配合间隙，设计了剩余齿厚为1.4的标准件，标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同。

采用本实施例的测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；本实施中齿槽数为偶数，改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，3)根据《量具设计手册》第222～223页的公式，结合渐开线内花键参数、渐开线函数inva，计算得出本实施例中改装内径千分尺的读书值△M＝2.0531△S，；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际齿厚，，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

实施例2

从图3～7可以看出，本实施例渐开线内花键磨损量的测具，包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

待测量的渐开线内花键齿数为18、分度圆直径为18、模数为1，查阅《量具设计手册》获得滚棒(测量棒)直径dp＝Φ1.732，选择测量范围在Φ19左右的数显三点内径千分尺，分解测量头，将其三个测量头改制为半径为0.866的球头，三个测量头的球头的球心位于同一圆周上的改装内径千分尺，且三个测量头圆周均布，即为本实施例的改装内径千分尺；改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度。

本实施例中渐开线内花键的工艺要求剩余齿厚不小于1.2，标准齿厚为S＝W＝πm/2＝1.57，考虑到配合间隙，设计了一组成对的剩余齿厚为1.4的标准件和1.4齿厚的光面对表件，标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；对表件为环规结构；当改装内径千分尺3的三个测量头1均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

采用本实施例的测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对改装内径千分尺调零；现场使用时用对表件和标准件都可以对改装内径千分尺清零，但每次测量前都要校准测量头，若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；本实施中齿槽数为偶数，改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，3)根据《量具设计手册》第222～223页的公式，结合渐开线内花键参数、渐开线函数inva，计算得出本实施例中改装内径千分尺的读书值△M＝2.0531△S，；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的剩余齿厚，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

图5中可显示对表件的内侧光面5，图3为采用标准件校准改装内径千分尺的结构示意图，其中可显示标准件中与对表件的内侧光面对应的圆4。

实施例3

本实施例渐开线内花键的测具，包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

待测量的渐开线内花键齿数为18、分度圆直径为18、模数为1，查阅《量具设计手册》获得滚棒(测量棒)直径dp＝Φ1.732，选择测量范围在Φ19左右的数显三点内径千分尺，分解测量头，将其三个测量头改制为半径为0.866的球头，三个测量头的球头的球心位于同一圆周上的改装内径千分尺，且三个测量头圆周均布，即为本实施例的改装内径千分尺；改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度。

本实施例中渐开线内花键的工艺要求剩余齿厚不小于1.2，标准齿厚为S＝W＝πm/2＝1.57，考虑到配合间隙，设计了一组成对的剩余齿厚为1.4的标准件和1.4齿厚的光面对表件，标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；对表件为环规结构；当改装内径千分尺3的三个测量头1均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

采用本实施例的测具对渐开线内花键的测量方法，包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对改装内径千分尺调零；现场使用时用对表件和标准件都可以对改装内径千分尺清零，但每次测量前都要校准测量头，若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；本实施中齿槽数为偶数，改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，3)根据《量具设计手册》第222～223页的公式，结合渐开线内花键参数、渐开线函数inva，计算得出本实施例中改装内径千分尺的读书值△M＝2.0531△S，；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际齿厚。

实施例4

本实施例渐开线内花键的测具，包括改装内径千分尺和标准件；

待测量的渐开线内花键齿数为18、分度圆直径为18、模数为1，查阅《量具设计手册》获得滚棒(测量棒)直径dp＝Φ1.732，选择测量范围在Φ19左右的数显三点内径千分尺，分解测量头，将其三个测量头改制为半径为0.866的球头，三个测量头的球头的球心位于同一圆周上的改装内径千分尺，且三个测量头圆周均布，即为本实施例的改装内径千分尺；改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度。

本实施例中渐开线内花键的工艺要求剩余齿厚不小于1.2，标准齿厚为S＝W＝πm/2＝1.57，考虑到配合间隙，设计了剩余齿厚为1.4的标准件，标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同。

采用本实施例的测具对渐开线内花键的测量方法，包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；本实施中齿槽数为偶数，改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，3)根据《量具设计手册》第222～223页的公式，结合渐开线内花键参数、渐开线函数inva，计算得出本实施例中改装内径千分尺的读书值△M＝2.0531△S，；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际齿厚。

当本发明的渐开线内花键齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。

当本发明的渐开线内花键齿槽数为奇数时，可根据《量具设计手册》第222～223页的公式将改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M值。

Claims (8)

1.一种渐开线内花键磨损量的测具，其特征在于：

包括改装内径千分尺和标准件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，但其齿厚小于标准齿厚且大于工艺要求的剩余齿厚；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。

2.权利要求1所述测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的剩余齿厚，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

3.一种渐开线内花键磨损量的测具，其特征在于：

包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构相同，但其齿厚小于标准齿厚且大于工艺要求的剩余齿厚；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局；

所述对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；

所述对表件为环规结构；当改装内径千分尺的三个测量头均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

4.权利要求3所述测具对渐开线内花键磨损量的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对所述改装内径千分尺调零；若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的剩余齿厚，获得被测渐开线内花键的磨损情况。

5.一种渐开线内花键的测具，其特征在于：

包括改装内径千分尺和标准件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构尺寸相同；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局。

6.权利要求5所述测具对渐开线内花键的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用标准件对改装内径千分尺调零；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际加工齿厚。

7.一种渐开线内花键的测具，其特征在于：

包括改装内径千分尺、标准件和对表件；

所述标准件的渐开线内花键与被测渐开线内花键结构尺寸相同；

所述改装内径千分尺的测量范围大于渐开线内花键的分度圆直径，其杆长大于渐开线内花键被测位置的深度；所述改装内径千分尺包括三个测量头；所述测量头的工作端为球头，且三个测量头的球头的球心位于同一圆周上；所述测量头的球头直径与渐开线内花键测量棒的直径相等；

所述三个测量头的圆周布局方式为：当齿数为3的倍数时，三个测量头圆周均布；除此之外的齿数，三个测量头以适应齿槽位置为原则合理布局；

所述对表件的结构与标准件的区别是光面的渐开线内花键；

所述对表件为环规结构；当改装内径千分尺的三个测量头均接触齿槽工作面时，三个测量头顶点所在圆的直径即为对表件内侧光面的内径。

8.权利要求7所述测具对渐开线内花键的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用对表件和标准件分别对所述改装内径千分尺调零；若标准件和对表件对改装内径千分尺调零的误差大于测量头的磨损极限时，更换测量头；

2)将所述改装内径千分尺插入被测渐开线内花键的齿槽中进行测量；当齿槽数为偶数时，所述改装内径千分尺的读数即为渐开线内花键棒间距的变化量△M，当齿槽数为奇数时，将所述改装内径千分尺的读数按照勾股定理换算成渐开线内花键棒间距的变化量△M；

3)根据渐开线内花键参数、渐开线函数inva计算渐开线内花键齿槽宽变化量△S与△M值的比值；由比值和步骤2)中的△M值计算出△S；

4)将标准件的齿厚减去△S值，得到被测渐开线内花键的实际加工齿厚。

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