特大型齿轮的测量装置及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103075991A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103075991103075991A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201210568758.6(22)申请日2012.12.24(71)申请人中国计量学院地址310018浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号(72)发明人赵军陈允睿邓兴拓何洋洋洪博(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人王学东(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)G01B7/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称特大型齿轮的测量装置及其测量方法(57)摘要本发明涉及一种特大型齿轮的测量装置及其测量方法，其目的在于提供一种不需要驱动特大型齿轮的测量装置及测量方法。该特大型齿轮的测量装置及其测量方法，包括相互独立的工作台、测量仪以及激光跟踪仪，所述测量仪包括定心机构，所述定心机构侧向设有以其中心为旋转轴旋转的旋臂，旋臂末端设有既可在水平面内直线移动以及可在竖直方向移动的测头。本发明的有益效果是：不受齿轮体积大、重量大的影响，测量方便、精度高，可应用于特大型齿轮的测量。CN103075991ACN103759ACN103075991A权利要求书1/2页1.一种特大型齿轮的测量装置，其特征在于：包括相互独立的工作台（1）、测量仪以及激光跟踪仪（2），所述测量仪包括定心机构，所述定心机构侧向设有以其中心为旋转轴旋转的旋臂（5），旋臂（5）末端设有既可在水平面内直线移动以及可在竖直方向移动的测头（10）。2.根据权利要求1所述的特大型齿轮的测量装置及其测量方法，其特征在于：所述定心机构包括底盘（3），底盘（3）的上表面中心设有立柱（4），所述旋臂（5）设于立柱（4）径向并可以立柱（4）为旋转轴旋转。3.根据权利要求2所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述底盘（3）的周向向外辐射有多个相同的支撑臂（11）。4.根据权利要求3所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述多个支撑臂（11）在底盘（3）的周向均布。5.根据权利要求1所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述定心机构包括回转支承（13），回转支承（13）的内圈与齿轮轴适配且固定连接，回转支承（13）的外圈与旋臂（5）固定连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述旋臂（5）上设有可沿旋臂长度方向移动的水平测杆（7），水平测杆（7）的外侧端部设有垂直臂（8），垂直臂（8）上设有可沿垂直臂长度方向移动的垂直测杆（9），所述测头（10）设于垂直测杆（9）底端。7.根据权利要求6所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述水平测杆（7）上设有记录其水平位移变化的水平光栅传感器，垂直测杆（9）上设有记录其垂直位移变化的垂直光栅传感器。8.根据权利要求7所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述旋臂（5）中部的下方固定有支撑柱（6），支撑柱（6）上设有可驱动旋臂（5）的锥齿轮运动副。9.根据权利要求8所述的特大型齿轮的测量装置，其特征在于：所述测头（10）为电感传感器测头。10.一种使用权利要求9所述的测量装置来测量特大型齿轮的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：利用激光跟踪仪（2），建立被测齿轮（12）的基准平面和基准轴线，具体方法是：（1）首先将被测齿轮（12）放置在工作台（1）上，如果齿轮（12）有中心孔，则在孔内沿着圆周方向采样至少五个点；如果齿轮有齿轮轴，则在轴上沿圆周方向采样至少五个点，之后将采样的数据点依照最小二乘法拟合成一个圆，然后沿着齿轮内孔或齿轮轴的轴向，在与齿轮端面平行的数个面上按上述方法取至少三个圆，将以上得到的多个圆心拟合成一条直线，该线即为齿轮的旋转轴线，也作为基准轴线；（2）在确定基准轴线后，于齿轮端面上取至少五个点，拟合出一个平面，此时取平面与轴线的交点，并过此交点做与轴线垂直的平面，该平面即为被测齿轮的基准平面，交点作为圆柱坐标的坐标原点，基准轴线为轴，在基准平面内建立极坐标，以极轴和极角对点进行描述；2CN103075991A权利要求书2/2页步骤二：确定测量范围并调整测量装置以保证在测量范围内满足测量精度要求，具体方法是：（1）在步骤一已经确定了被测齿轮的旋转轴线的情况下，如果齿轮有中心孔，则将支撑臂撑在中心孔的内壁上；如果齿轮有齿轮轴，则将回转支承内圈套在齿轮轴上固定；（2）由实际齿轮参数计算出齿轮的起测点坐标和测量范围，利用激光跟踪仪读取测头的位置，通过调整水平测杆，使测头移动至与被测齿轮旋转轴线的距离为起测点向径的位置，此时测头与齿轮接触，记录为实测齿廓的起始点，并记录其极角与向径，