[發明專利]特大型齒輪的測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201210568758.6
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103075991A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 趙軍;陳允睿;鄧興拓;何洋洋;洪博
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B7/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王學東

技術領域

本發明涉及一種特大型齒輪的測量裝置及其測量方法。

背景技術

齒輪是工業傳動中的重要基礎零部件，通常認為直徑500-?3000mm?的齒輪為大型齒輪，直徑大于3000mm?的為特大型齒輪。由于冶金、礦山、船舶制造、起重、風力發電等重型機械工業對大型齒輪使用要求的不斷提高,?其制造水平得到快速提升,對其精度檢測的需求也越來越迫切。然而，受幾何尺寸大、質量大等因素的影響，大型和特大型齒輪的測量一直是齒輪檢測領域的一個難題。

現有的大型齒輪的測量方法主要有：

1.在機測量

在機測量是應用較多的一種測量方法。它的基礎平臺是數控加工機床，由于在齒輪加工完成后，不需要對齒輪重新定位裝卡，因此，該方法具有使用方便、效率高等優點，其缺點在于不能完全排除機床自身精度對測量結果的影響。

2.上置式測量

上置式測量是在加工機床或者工作臺上，以被測齒輪的某參數為測量基準，上置式測量儀可圍繞被測齒輪進行測量，優點在于不需要搬動被測齒輪，具有使用方便、體積小、成本低等優點。但由于定位要求高，且難以準確建立工件坐標系與測量坐標系之間的聯系，因此測量精度尚有提升空間。

3.大型齒輪量儀

大型齒輪量儀是在中小齒輪量儀的基礎上，根據大型齒輪的特點而研制的臺式專用測量儀，其優點在于測量精度高、效率高、功能強，但缺點是儀器成本高，而且隨著測量范圍的加大，儀器的制造會更加困難，一般認為可測最大外徑為3000mm的大型齒輪測量中心已接近現階段大型齒輪量儀的制造水平極限。

特大型齒輪因其超大的幾何尺寸，重達數十噸的重量，除了采用上述在機或上置式測量等在位測量方法外，基本無可行方法。

中國專利公告號CN102022990A公開了一種大型齒輪測量儀，所述齒輪測量儀由相互獨立的測量裝置和回轉工作臺并排組合而成，且測量裝置位于回轉工作臺的一側，所述回轉工作臺通過液體靜壓導軌支承及液體靜壓軸承定心裝配在回轉工作臺底座上，所述回轉工作臺通過安裝在回轉工作臺底座上的雙蝸桿消隙傳動機構驅動。該齒輪測量儀是通過可旋轉的工作臺驅動齒輪旋轉，從而進行測量，這種方式對于超大幾何尺寸、重達數十噸的特大型齒輪來說，測量儀的制造以及齒輪的驅動都極其困難，效率低。

中國專利公開號CN101561349A公開了一種大型齒輪的檢測方法以及檢測裝置，所述方法采用坐標法，利用旋轉裝置使被測齒輪旋轉，并利用測長裝置對被測齒輪的齒廓進行檢測，被測齒輪的基準軸線與測長裝置之間的相對位置變化通過激光跟蹤儀確定，然后對該變化值以及測長裝置所采集的數據和旋轉裝置的旋轉角度數據進行處理，從而得出被測齒輪的幾何誤差，所述裝置包括用于安放被測齒輪的測長裝置以及用于確定被測齒輪的基準軸線與測長裝置之間的相對位置變化的激光跟蹤儀。該大型齒輪的檢測方法以及檢測裝置同樣存在上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不需要驅動特大型齒輪的測量裝置及測量方法，以解決背景技術中存在的對于超大幾何尺寸、重達數十噸的特大型齒輪來說，測量儀的制造以及齒輪的驅動都極其困難，使用效率較低。

為了實現上述目的，本發明提供一種測量裝置，其技術方案是：一種特大型齒輪的測量裝置，包括相互獨立的工作臺、測量儀以及激光跟蹤儀，所述測量儀包括定心機構，所述定心機構側向設有以其中心為旋轉軸旋轉的旋臂，旋臂末端設有既可在水平面內直線移動以及可在豎直方向移動的測頭。該技術方案的設計思想是：將齒輪放置于工作臺（或齒輪加工機床工作臺）上，利用定心機構把測量儀的旋轉中心與齒輪軸線設置成同軸，之后利用激光跟蹤儀建立被測齒輪的坐標系以及對測量儀進行定心，使用測量儀進行測量，然后通過讀取測量儀上反饋的數據對被測參數進行計算，該測量裝置簡單，不受齒輪的體積、重量因素影響，測量方便，精度高。

作為優選，所述定心機構包括底盤，底盤的上表面中心設有立柱，所述旋臂設于立柱徑向并可以立柱為旋轉軸旋轉。

作為優選，所述底盤的周向向外輻射有多個相同的支撐臂。

作為優選，所述多個支撐臂在底盤的周向均布。以上三項針對具有中心孔的齒輪設計，使用時，將支撐臂撐在中心孔的內壁上定心。

作為優選，所述定心機構包括回轉支承，回轉支承的內圈與齒輪軸適配且固定連接，回轉支承的外圈與旋臂固定連接。該項針對具有齒輪軸的齒輪設計，使用時，將回轉支承的內圈套在齒輪軸上固定用以定心。