大型圆柱齿轮误差测量

2016 届毕业论文说明书 大型圆柱齿轮综合误差检测与分析装置设计 院 部： 机械工程学院 学生姓名： 黄 军 指导教师： 崔晓利 职称 教授 专 业： 机械设计制造 班 级： 1303 完成时间： 2017 年 5 月 22 日 1 摘 要 机械行业中齿轮有着极其重要的地位。小至仪表，大至机车等巨型机械齿轮传动无处不在，其原因也是齿轮 的 传动有着其特点。齿轮 的 传动具有传动精度高 ， 传动平稳，传动比恒定，噪声小，传递动力大等特点。但是齿轮传动性能需要控制齿轮各项公差才能实现。虽然齿轮的加工已经走向了标准化，各种齿轮检测专用装置不断涌现，但大都只能检测中小型的齿轮。又由于齿轮误差项目比较多，购进更多的检测装置更不经济。但是对于大型齿轮的检测仍然受到各种条件的限制。在检测大型齿轮时，检测装置相应的需要更大的量程，同时齿轮直径的加大重量也加大，对检测装置需要更好的刚性，操作简单等特点。另外在小批量生产大型齿轮时对齿轮的检测就形成了困难。因此设计了本装置，可以解决大型圆柱齿轮的综合误差的检测， 在本设计中，采用双啮原理：即被测齿轮与一标准齿轮在无侧隙间隙啮合的情况下做啮合运动，测量其中心距的变动量。中心距的变动量 就是 双啮综合误差。其双啮综合 的 误差又是径向跳动 的 误差，齿距 的 误差，齿形 的 误差，齿厚 的 误差综合作用的结果， 为 此，本装置的设计 为了 避免的单项误差不合格而综合误差符合要求造成合格齿轮误废的情况。还有，用于生产一线的设备不能对环境有非常苛刻的要求，能应用与车间 和 实验室等。 关键字 ： 双啮，中心距变动量，测量装置 2 he To so on is to is to be is is is so on to to be to s of to be of s a to to a so on of s it s in a in of of is s to by in a to be to to so of 3 目 录 1 绪论 .轮的介绍 .国齿轮行业的发展现状 .轮行业测试仪和设备的发展 . 我国齿轮行业测试仪和设备的现状 .设计的任务 . 圆柱齿轮的公差与检测 .轮传动的使用要求 .轮的检测项目 .轮检测精度 . 齿轮精度等级及其选择 . 精度等级的选择 .轮检测常用仪器 .型圆柱齿轮综合误差检测装置 .计大型圆柱齿轮综合误差检测装置的意义 . 大型圆柱齿轮综合误 差检测装置的总体设计 .体设计方案的分析 . 检测范围 . 基本的设计思路 . 检测装置精度 要求 .置工作原理及主要组成 .计方案的比较 .体结构设计 . 整体结构方案 . 检测装置的主要零部件及其作用 . 工作过程简介 .位和运动分析 . 标准齿轮和被测齿轮的定位 .4 板运动的方式 .证两齿面啮合转动的装置 . 锁紧装置 . 弹簧预紧装置 . 测量装置及检测传递装置 . 零部件的设计 .部件的设计的工艺性要求 .部件的设计的标准化 .要零部件的设计 . 滑板一的设计 . 滑板二的设计 . 滑座的设计 . 装配工艺的分析 .言 .器装配的基本概念 .器结构的装配工艺性 . 独立的装配单元 . 减少装配时的修配和机械加工 . 装配和拆卸方便 . 结论 . 谢 .考文献 .5 1 论绪 轮的介绍 齿轮是能互相啮合有齿机械零件，它在机械传动以及整个机械领域中的应用非常广泛。现代齿轮的技术高达到齿轮模数为 00 毫米 ;齿轮直径为 1 毫米到 150 米 ;传递的功率可达到上十万千瓦 ;转速也可达到几十万转每分 ;最高圆周速度达 300 米每秒。 公元前 300 年，西方的古希腊哲学家亚里士多德在机械问题上讲述了青铜或铁齿轮旋转运动问题。东汉初期（公元 1 世纪），人字齿轮。在三国，制导车辆和车道记录仪采用齿轮传动系统。随着生产的发展，齿轮的稳定性越来越受到人们的重视。 1674，丹麦天文学家罗默首次提出摆线获得轮廓曲线光滑齿轮的使用。 根据齿轮形状、齿形、齿形、齿面以及齿轮制造方法对齿轮进行分类。齿轮的齿形有齿廓曲线、压力角、位移和齿高。渐开线齿轮易于加工，因此渐开线齿轮在现代齿轮中应用最为广泛，摆线齿轮和圆弧齿轮的应用较少。 压力角越小，小角度齿承载能力越小；齿轮压力角越大，承载的能力越高，但在相同载荷下轴承扭矩增大，仅适用于特殊情况。齿轮齿高已标准化，通常 采用标准齿高。改造后的齿轮具有很多优点，已被各种机械设备所采用。此外，齿轮可以根据自己外观：圆柱齿轮、锥齿轮和非圆齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆齿轮；齿形分为直齿轮，斜齿轮，人字齿轮，齿轮的齿面、曲线；制造方法可分为铸造齿轮加工，齿轮烧结。 国齿轮行业的发展现状 中国齿轮 的 行业在“十五”期间得到了迅速的发展： 2005 年度输出齿轮行业增加 2000 至 683 亿元至 240 亿元，复合年增长率为 中国 已成为工业机械配件规模最大的。就市场需求与生产规模而言，在中国齿轮 的 行业已经超过了意大利，并在世界上排名第四 。 中、低模具可以生产在中国，高端齿轮的模具主要依靠进口。在我国没有很多专门从事齿轮的模具的工厂。他们中大多数是由齿轮厂自己运作。齿轮车间经常设立一个 部门或车间来完成这项工作。这导致了我国齿轮模具行业发展的困难。专家说，为了促进我国模具工业更好快速发展，我们必须从根本上解决依赖问题，努力提高专业技能，更好地服务国内齿轮模具行业。 随着齿轮行业竞争的不断加剧，并购和大齿轮企业资本运作日趋频繁，国内 6 优秀的齿轮制造企业，更重视对市场的研究，尤其是研究对企业发展环境和客户需求趋势。正因为如此，国内许多优秀齿轮品牌迅 速崛起，成为齿轮行业的龙头企业！ 在城市快速发展的工业化时期的中国，而且在消费升级扩大时期，装备制造业将迎来难得的发展机遇，为齿轮的一个巨大的市场发展空间。”第十二、“五年”是我国齿轮行业的黄金时代，和行业应加快“做大做强”的目标。 轮行业测试仪和设备的发展 何量检测的重要性 制定先进的公差标准。对机械产品个零部件的几何量分别规定了合理公差以保证零部件的互换性。 更好的实现误差堆积，使加工后产品误差达到最小，然后就是检验产品是否合格了 。 （ 1） 判断产品是否合格 ： 怎么才能知道加工误差是否在公差范围之内呢？这就要依靠检测的手段 。 （ 2） 找出产生废品的原因 ： 便于设法减少废品，进而消除废品 。 国齿轮行业测试仪和设备的现状 目前，中国的齿轮行业测试仪器和设备十分匮乏，导致在中国的年产量约20000000 齿轮箱的装配质量，可靠的试验数据缺乏。为了改变在中国齿轮零件在质量 和 落后面貌，就必须重视 它 和加强测试仪器设备的发展。 目前，中国的齿轮行业中有 300 只齿轮厂，其测量室基本上是匹配的，大约有三的仪器配套仪器，其中三以上是从国外进口的。各种（机械、光电、数控）齿轮测量仪 1000 多台，其中齿轮测量中心有超过 30 台。 其余 200 左右的齿轮制造商很少有精密的测量仪器，一些工厂，除了通用的测量工具，没有测量仪器。在测量仪表、装配试验机和蜗轮试验机 10 以上，传动总成试验台和驱动桥试验台在全国范围内不超过 50 套。许多工厂没有必要的仪器，如噪声仪器和扭转振动仪器。在齿轮制造过程中，必须严格检查和控制零件、零件和装配的质量，需要先进的测量技术和仪器。 设计的任务 (1)检测齿轮范围 被测齿轮直径： 280测齿轮模数： 2)检测内容 大型圆柱齿轮的径向综合误差。 (3)检测装置达到的要求 7 要求标准齿轮与被测齿轮在啮合的时候两齿轮中心轴线必须保证平行，以保证在两齿轮啮合时所测得的数据为正确的径向综合误差 ； 本检测装置得到的齿轮径向的综合误差是通过检测齿轮的位移而响应的，所以要求位移响应性要高 ； 保证双啮合齿轮中心距的变化量能无偏差的传递给测量装置 ； 设计的检测装置对不同结构和尺寸的大型圆柱齿轮和齿圈应具有较强的适应性。 8 2 圆柱齿轮的公差与检测 轮传动的使用要求 变速器的任何时候，传动比必须是恒定的，以保持传动的稳定性，避免或减少变速器中的噪声、冲击和振动。 要求体积小，重量轻，承受重负载能力强。它还要求强度高，耐磨性好，使用寿命长 。 轮的检测项目 对于齿轮的检测注意有 :1 齿轮的 公法线长度 ， 2 齿轮的炫齿高炫 齿厚 ， 3 齿轮的齿圈径向跳动， 4 厚度， 5 外圆， 6 孔径， 7 齿根圆。 如果有专业的检测设备的话还可以检测： 1 齿轮的齿锯 累积误差 ， 2 基圆 齿，3 齿形。齿形。对于图纸就看公差越 小的越重要。 轮检测精度 轮精度等级及其选择 国家标准规定了齿轮副的 13 个精度级别。阿拉伯，数字 0， 1，和 2 12表明，最高的精度为 0，和残余电平依次减小，与最低精度为 12。齿轮副中两个齿轮的精度水平一般相同，可分为不同等级。此时，齿轮副的精度水平应根据其较低的精度来确定。 13 精度水平，目前的 0， 1 和 2 级精密加工技术和测量方法仍然难以实现，有待开发。 3精度水平， 6为中等精度等级，精度低和 9水平。其中， 6 是基础级，也是在设计中常用的牌号，它是滚压、切割、开槽等常用的加工方法，在正常条件下可以达到水平，可以使用一般的测量仪器和测量。 每个精度等级齿轮的公差分为三个公差组，即 I 公差组、 差组和 差组，根据运动精度、传动稳定性和载荷分布均匀性的三个要求。在一般情况下，三个公差组选择相同的精度水平，但也允许使用公差组组合根据不同级别的精度。 齿隙齿轮是指当齿轮啮合时，两个圆柱上的两个立柱之间的最小距离和两个非工作轮廓。指定间隙，以防止齿轮粘附由于制造和安装错误和热膨胀或负载变形。适当的齿厚极限偏差和中心距 极限偏差可以保证适当的间隙。齿轮副的实际中心距越大，齿厚越小，齿隙越大。 9 度等级的选择 齿轮精度等级的选择主要依据齿轮的使用、使用要求和工作条件。选择方法通常包括计算和 类 比法 。 （ 1）计算方法 根据传动链误差的传递规律或强度和振动理论，确定了精度等级。由于影响因素多而复杂，计算结果需要检验和修正，因此应用并不普遍。 （ 2）类比法 参照经过实践验证的齿轮精度所适用的产品性能、工作条件等经验资料，进行齿轮精度选择。此法常用 ， 类比法选择齿轮精度时某些齿轮传动的使用经验见下表 表 1 齿轮各项公差和极限偏差的分组 根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的 精度 等级，但在同一公差组内各项公差与极限偏差应保持相同的 精度 等级。 表 2 齿轮传动精度等级的选用 机 器 类 型 精度等级 机 器 类 型 精度等级 测量齿轮 3 5 一般用途减速器 6 8 透平机用减速器 3 6 载重汽车 6 9 金属切削机床 3 8 拖拉机及轧钢机的小齿轮 6 10 航空发动机 4 7 起重机械 7 10 轻便汽车 5 8 矿山用卷扬机 8 10 内燃机车和电气机车 5 8 农业机械 8 11 在直齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的字母代号。 例： 7 M 义：齿轮的第一组公差精度为 7，第二组公差的精度等级为 6，第三组公差的精度等级为 6，齿厚上偏差为 G 级，齿厚下偏差为 M 级。 例： 7差组 公差与极限偏差项目 误差特性 对传动性能的主要影响 i、 齿轮一转为周期的误差 传递运动的准确性 齿轮一周内，多次周 期地重复出现的误差 传动的平稳性，噪声，振动 向线的误差 载荷分布的均匀性 10 含义：齿轮的三个公差组精度同为 7 级，其齿厚上偏差精度等级为 F，齿厚下偏差精度等级为 L。 表 3 精度等级 类 符号 标 准 精 度 等 级 单 项 公 差 3 4 5 6 7 8 9 10 5 6， 7 8 9 10 10 11 - 0 1 2 3 4 5 6 5 14 13 12， 11 10 9 9 8 3 4 5 6 7 8 9 10 4 5， 6 7 8 9 10 - 0 1 2 3 4 5 6 5， 14 13 12 11 10 9 8 7 3 4 5 6 7 8 9 10 4 5 5 6 7 8 9， 10 - 0 1 2 3 3 4 5 14 13 12 11 10 9， 8 7， 6 F i 3 4 5 6 7 8 9 10 - 5， 6 7 8 9 10 1 - 14， 13 12 11 10 9 8 8 F i 3 4 5 6 7 8 9 10 - 5 6 7 8 9 9 10 - 13 12 11 10 9 8 7 注： 1997、 国际标准； 9613967 德国标准； 1702 1703(85) 日本标准； 000 美国标准； 2001、 中国标准。 故 7于零件直齿轮来说，其含义是：齿轮 的 三个公差组精度同为 7 级，齿厚上偏差精度 的 等级为 D，齿厚下偏差 的 精度等级为 C。 如果是锥齿轮，图样标注应注明精度 的 等级、最小法向侧隙种类 和 法向侧隙公差种类 。 例： 7 1365义：齿轮的第一组公差精度为 7 级，第 二、三 组公差的精度等级为 6 级，最小法向侧隙 的 种类为 B，法向侧隙 的 公差种类为 D。 11 所以， 7锥齿轮中代表的含义是：齿轮的三组公差精度等级都为 7 级，最小法向侧隙 的 种类为 D，发向侧隙公差 的 种类为 C。 轮检测常用仪器 (1)万能测齿仪：测量齿距累计误差。 (2)切线式测齿规：测量基节偏差。 (3)渐开线检查仪：测量渐开线齿形。 (4)齿轮卡尺：测量齿厚。 (5)双面啮合综合检查仪：测量径向向综合误差，一齿径向向综合误差。 (6)单面啮合综合检查仪：测量切向综合误差，一齿切向综合误差以及齿距累计误差。 齿轮检测仪 最为 主要是检测 :齿轮 的 传动精度 ;齿轮 的 检测概论 ;圆柱齿轮 的单项测量、综合 的 测量 ;齿轮 的 整体误差测量 ;齿轮副 的 测量 ;圆锥 的 齿轮、蜗轮 的蜗杆、齿条 的 测量 ;齿轮、蜗轮蜗杆 的 测绘 ;蜗轮滚刀、齿轮滚刀、插齿刀测量。就 可以实现在 同 一台仪器上实现齿轮检测的全部测量，是 测量 齿轮的理想 检测仪 。 型圆柱齿轮综合误差检测装置 由于本设计的装置检测的大型齿轮主要应于机器中普通齿轮，汽车、拖拉机、减速器中一般齿轮，航空中不重要齿轮，农机中重要齿轮。精度要求 比 较低，根据表 2知它主要检测的项目是径向向综合误差，一齿径向向综合误差。所以我们在接下来的设计就是围绕这两个误差进行分析设计的。 齿轮径向综合误差，一齿径向综合误差是很常见的误差形式，它的成因主要是由下面几点造成的： （ 1）微分驱动链中的大循环比错误更为重要。例如，由于齿轮的螺旋角的偏差引起的动传动比引起的动传动比误差更大。 （ 2）齿轮滚轴的轴与轮子的轴不平行。滚齿机 ,如轴向喂养指南磨损或使用、制造、安装、调整误差引起的运动方向轴向驱动和齿轮毛坯回转轴线不平行 ,导致齿轮滚刀饲料的过程中沿轴向方向 ,切向和径向方向 (或 ),加工齿轮的齿轮轴旋转角度误差是由倾斜偏差 (改变斜齿轮的螺旋角 ,对直齿圆柱齿轮倾斜偏差 )或(和 )处理齿轮齿厚齿宽的均匀变化 ,形成一个锥形齿轮的偏差。 （ 3）齿轮毛坯表面径向跳动 (轴齿轮中心孔偏差 ),工件轴的偏转倾斜 (中央孔 ,顶部或定位期刊等 ),夹具端面跳动 ,由于操作不慎 ,清洁 ,工件 ,磕碰损伤 ,磨铁 ,其他因素的偏转齿轮 毛坯工件安装倾斜或转动轴角齿轮毛坯加工。尤其是在多个夹紧和滚齿机加工条件下 ,由于多个空白端面跳动的叠加 ,空白夹紧精度大 12 大降低 ,很容易导致齿轮加工的位置偏差和几何偏心。这种情况下齿位置由不同周向位置偏差 ,引起偏差的大小和方向变化的 ,在不同的圆周位置倾斜偏差和 (或 )齿锥形偏差。 （ 4）大小的螺旋滚齿机加工宽度、环境温度和温度梯度的变化将影响齿轮加工机器本身的精度 ,特别是机床轴螺距累积误差的影响 ,造成加工齿轮的位置偏移。 计大型圆柱齿轮综合误差检测装置的意义 由于 目前中低档齿轮模具在国内都能生产 ， 但是 高档的齿轮模具多依靠进口。有目的 性 的选题 ， 会 让我国的经济发展更前一步 ， 而使我国能生产高档精密的齿轮 ， 对我国的综合国力有着飞腾的进步。 13 3 大型圆柱齿轮综合误差检测装置的总体设计 体设计方案的分析 测范围 被测齿轮直径： 28000测齿轮模数： m 本设计思路 当今国内大多数圆柱齿轮径向综合误差检测装置检测的对象大都是小齿轮，而被测齿轮的增大会带来许多不利影响，本次设计的主要任务就是解决测量范围改变而带来的一系列问题。 齿轮增大后主要会有以下影响 （ 1） 齿轮增大后，对齿轮的定位有更高的要求，要求定位的零件除了具有一定的精度要求，还必须有足够的强度，耐磨性以及稳定性。 （ 2） 齿轮的增大，齿轮的重量也是个不可忽视的因素。检测装置的底座必须要保证变形量很小，不会被齿轮压弯变形，保证测量精度。 （ 3） 本装置是检测圆柱齿轮径向的综合误差，齿轮重量的增大会使得位移响应很差，而使得测量得到的数据有偏差。 以上所提到的各种问题都是我们在设计中所要一一解决的。 测装置达到的要求 要求标准齿轮与被测齿轮在啮合的时候两齿轮中心轴线必须保证平行，以保证在两齿轮啮合时所测得的数据为正确的径向综合误差 ； 本检测装置得到齿轮径向的综合误差是通过检测齿轮的位移而响应的，所以要求位移响应性 必须 要高 ；保证双啮合齿轮中心距的变化量能无偏差的传递给测量装置 ； 设计的检测装置对不同结构和尺寸的大型圆柱齿轮和齿圈应具有较强的适应性。 具装置整体设计 置工作原理及主要组成 圆柱齿轮径向综合误差检测采用双啮合的形式，其工作原理为：一理想标准齿轮 和 被测齿轮在正确情况下作无侧隙啮合运动，测量 它的 中心距的变动量（称为双啮中心距变动量），由记录器绘出误差曲线或者由指示表指出误差值。 双啮的原理见图下 页 ： 14 图 3柱齿轮径向综合误差检测装置简图 圆柱齿轮径向综合误差检测装置主要由两个滑板，底座，压缩弹簧以及测量仪器组成。在检测时，标准齿轮 与 被测齿轮可以任意放在两个滑板上，两个齿轮啮合转动的时候，左端滑板位置固定不动，右边齿轮在弹簧力作用下与左边齿轮作无间隙双面啮合传动两个齿轮双面啮合的中心距称为双啮中心距。测量 的 时候 ，被测齿轮转动带动另一个齿轮转动，标准齿轮的每个轮齿相当于测量齿圈径向跳动 测头，被测齿轮的几何偏心使右边齿轮连同滑板和心轴相对于被测齿轮的轴线做径向的位移，即双啮 的 中心距发生变动，也就是被测齿轮齿圈 的径向跳动齿形 的 误差等单项误差 都能 综合地反映为平行于导轨的径向变动量。双啮中心距的变动由数显百分表指示并输出到计算机，由计算机显示误差曲线图。 计方案的比较 方案一 ： 测量形式与图 3致，被测齿轮安装在可以径向移动的滑板上，标准齿轮安装在位置固定的滑板上。 方案二 ： 测量形式与图 3致，但标准齿轮安装在可以径向移动的滑板上，被测齿轮安装在位置固定的滑板上。 方案比较：该装置所测量的被测齿轮分度园直径变动量很大，远远大于标准齿轮的变动范围，在测量过程中一滑板固定，而另一滑板可以滑动来反映出中心 15 距的变动量，需要可以径向移动的滑板重量尽可能的小，移动时的摩擦力小，有利于提高测量精度。 第一种方案可能带来的不良后果有： (1)齿轮的重量较大，在啮合运动时在径向方向上移动所产生的摩擦力越大，严重影响可移动滑板的动态响应性能，降低测量精度。 (2)被测齿轮重量变化很大，所以在设计压缩弹簧的时候必须是按照测量范围内质量最大的齿轮进行分析设计的。但是设计出来的压缩弹簧刚度很大，刚度越大，压缩时要求的力越大，不利于测量仪器测得准确的双啮中心距变动量。 由以上分析可知方案二优于方案一，所以确定方案二为设计方案。 体结构设计 体结构方案 根据确定的设计方案，设计大型圆柱齿轮综合误差检测装置的整体结构如下图 3 图 3测装置的整体结构设计草图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 如图 3示，标准齿轮安装在左边的滑板上，该滑板在该设计中统一称为滑板一，而称另一个安装被测齿轮的滑板称为滑板二。 测装置的主要零部件及其作用 （ 1） 芯棒：下端加工成锥度 1 比 20 的锥杆，用于安装齿轮。 16 （ 2） 锥套：内孔锥度 1 比 20，与芯棒下端的锥杆配合，用于连接芯棒与滑板。 （ 3） 滑板：箱体结构，滑板一用于传出径向位移量；滑台二用于固定被测齿轮的位置。 （ 4） 丝杆螺母副：滑板二的传动装置。 （ 5） 锁紧装置：由小凸轮、箱套、双头螺栓，圆盘组成，用于锁紧滑板二。 （ 6） 弹簧预紧装置：由带螺纹的导向杆，弹簧和挡块组成，在弹簧的压缩力作用下使得两齿轮能做紧密的双面啮合。 （ 7） 滑座：齿轮检测装置的底座，主要起支撑和导向作用。 （ 8） 测量装置：由数显百分表，固定在滑板一上的挡块和固定在滑座上的表座组成。用于显示双啮中心距的变动量。 作过程简介 （ 7） 是仪器底座，在其上方的导轨面上装有滑板一 （ 2） 和 滑板二 （ 5） ，当转动手柄一 （ 6） 时，滑板二 （ 5） 可以在纵向沿滑座导轨移动，检测时将滑板二 （ 5） 调整到理论双啮距后转动手柄二 （ 8） 将其固定，滑板一 （ 2） 可以沿两齿双啮中心线作纵向移动并可以利用手柄三 （ 9） 在纵向做 4 6小距离移动。上列两滑板的上部都安装了锥套，以便使芯棒一 (3)芯棒二 (4)分别插入。芯棒一 （ 3） 安装标准齿轮，芯棒二 （ 4） 安装被测齿轮，滑板一 （ 2） 在压缩弹簧作用下可以使被测齿轮与标准齿轮作无间隙的紧密啮合。 数显百分表 （ 1） 其测头与挡块 （ 10） 相接触，因此滑板一 （ 2） 有移动，则在表上就可读出其位移量大小。 测量的时，使被测齿轮转一圈，数显百分表上最大与最小读数之差就是径向综合误差。 被测齿轮转一齿，数显百分表上最大与最小读数之差就是一齿径向综合误差。 位和运动分析 准齿轮和被测齿轮的定位 以往普遍采用两个顶尖与芯棒中心孔的配合来保证芯棒的准确位置。对于大型齿轮径向综合误差检测，由于齿轮质量较大，若也采用这种方式定位，会使顶尖与中心棒不能得到很好的配合。经过研究以及查阅相关资料后决定采用小锥度配合来保证芯棒的准确位置。具体方法是将芯棒下端采用 1 比 20 的锥度，与相应的锥套相配合。采用这样的配合方法，能很好的保证芯棒的垂直度与稳定性。 17 板运动的方式 在对齿轮的径向综合误差的检测时，要求滑板一在径向的位移响应灵敏。并且具有良好的直线位移性能。为实现以上要求，在设计中使用了一套可调节位置的滚珠滚动装置。滚动摩擦使得滑板一与滑座之间的摩擦力大大的减小，从而提高了滑板一的响应速度。而它特有的位置可调环节，保证了滑板一在滑座上的正确位置。为了满足不同直径的齿轮的测量，需要双啮中心距在一定范围内变化。为实现以上要求，在设计中，采用一套丝杆螺母副安装在滑座与滑板二上。转动丝杆，即可带动滑板二在滑座上移动以调节双啮中心距。 证两齿面啮合转动的装置 紧装置 当滑板二移动到理论双啮中心距时，必须使它固定不动。为实现这一要求，在设计中采用了凸轮锁紧装置。 工作原理 如图 3示，两齿轮到达理论双啮中心距的时候，转动手柄，带动凸轮转动，迫使拉套上升，从而带动压板往上运动压紧滑座的内侧，将滑板二锁死在滑座上。 图 3轮锁紧装置 簧预紧装置 齿轮检测时，要求被测齿轮与标准齿轮齿面始终作无间隙的双面啮合。在设 18 计中为达到这一要求，采用了弹簧预紧装置。 工作原理 如图 3示，弹簧导向杆安装在滑座上，挡板与滑板一连接。测量前转动手柄（ 2）带动凸轮推动挡板，使压缩弹簧得到压缩。运动滑板二到理论双啮中心距的位置并锁紧。然后旋回凸轮，释放压缩弹簧，使标准齿轮与被测齿轮齿面作无间隙的双面啮合。 量装置及检测传递装置 齿轮在啮合运动中是两齿轮的中心距变动量是由安装在滑座上的百分表所测得的，滑块的运动量要在百分表上能够显示出来，在滑块与百分表之间必须有检测传递装置。其传递装置在检具设计中常用有以下几种方案。 方案一：直线传递装置 方案二：杠杆传递装置 方案比较：两种方案结构都比较简单，但方案一在传递过程中放大倍数为一，即百分表所显示的数值为中心距的变动量，方案二在传递过程中放大倍数不一定为一，所得的数据必须经过数学运算，影响测量精度。所以选用方案一为本检具中的传递装置。其直线传递装置工作原理图如图 3 图 3簧预紧装置 19 图 3量装置 20 4 零部件的设计 部件的设计的工艺性要求 机械设计应 该 满足 的 要求是：在满足预期功能前提 条件 下，性能 一定要 好、效率 一定要 高、成本 一定要 低，在预定使用期限内 既 安全 又 可靠， 而且 操作方便、维修简单 与 造型美观等。在设计机械零件的时候，也必须认真的考虑上述要求。 设计机械零件时 候 ，不 但 使其满足使用要求， 又要 具备所要求的工作能力，同时还 要 满足生产要求， 不然 就可能制造不出来，或虽能制造，但是费工 又 费料很不经济。 但 在具体生产 的 条件下，如 果 所设计机械零件便于加工 并 且加工费用又很低，则这样的零件就 是 具有良好的工艺性。有关工艺性的基本要求是： 机械制造中毛坯制备的方法有：自接利用型材、铸造、冲压 与 焊接等。毛坯的选择 和 具体的生产技术条件有 一定的关系 ， 往往 取决于生产 的 批量、材料 的 性能 与 加工 的 可能性等 等 。 设计零件的结构 和 形状的时候，最好采用最 为简易 的表面（如圆柱面、平面、螺旋面）及其组合， 而且 还应当尽量使加工 的 表面数目 达到 最小和加工面积 达到最小。 零件的加工费用 会 随着 其 精度的提高 从 而增加。尤其 是 在精度较 为 高的情况下，这种增加 最 为显著。因此，在没有 一定 的根据时，不 一定要 追求高的精度。同理，零件的表面粗糙 程 度也应当根据配合表面的实际需要，作出适 合 的规定。 想要 设计出工艺性良好的零件，设计者就必须 和 工艺技术员工相结合并善于向 其 学习。 除 外，在金属工艺学课程 与 手册中也都 要 提供了 很多 有关工艺性基本知识，可以参考。 部件设计的标准化 除了注重工艺性，还 要 考虑设计的标准化。标准化就是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的 一切 活动过程。标准化的研究领域十分 广阔 ，就工业产品标准化而言，它是指对产品的质量、品种、规格、检验、卫生、或安全要求等制定标准并加以实施。 产品标准化本身包括三个方面的含义： 21 1. 产品品种规格的系列化 将同一 种 产品的主要型式、参数、尺寸、基本结构等依次分档 次 ，制成系列化 的 产品，以 最 少的品种规格满足用户的广泛需要。 将同一类型或 者 不同类型产品中 的 用途结构相近似的零部件（如螺栓、轴承座、联轴器和减速器等），经过统一后 从而 实现通用互换。 产品 的 质量是一切企业的“生命线”， 想 要保证产品质量合格 与 稳定就必须做好设计、加工 的 工艺、装配检验，甚至包装储运等 一系列 的标准化。这样，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 对产品实行标准化有 着 重大的意义：在制造上 不但 可以实现专业化大量生产， 而且 可以提高产品质量又能降低成本；在设计方面 又 可以减少设计工作量；在管理维修方面， 还 可以减少库存量和便于更换损坏 的零件。 要零部件的设计 板一的设计 图 4板一零部件 滑板一如图 4示，零件包括滚动滑动装置 1，滑台一 2，锥套 3，芯棒一 22 4，轴套 5（根据实际情况选用标准件）。 由于在设计中已经规定参与检测的标准齿轮内孔尺寸统一为 60以只需一根标准芯棒便可以用于所有的标准齿轮 ,这样可以节约成本。在整体设计中已经确定采用锥度配合来保证心轴的垂直度，芯棒下端制成了 1： 20 的公制锥度。并且和相应锥度的锥套配合。为了保证齿轮安装后具有足够的稳定性，芯棒和锥套应当有足够长的配合长度。在检测中，芯棒上端用于安装标准齿轮，下端与锥套过渡配合。根据工作情况应要求芯棒耐磨，不易变形，故选用 45 钢，并进行表面淬火热处理。本设计中使用的芯棒规格和技术要求如下图 4