阅读说明：本技术 一种小模数齿轮侧隙检测方法 (Small-module gear backlash detection method ) 是由 王刻强 杨医华 蔡国庆 周文 丁伟 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明一种小模数齿轮侧隙的测量方法,将从动齿轮旋转至测试面呈水平的状态,确定初始角度θ-0为90度,并将千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点,记录测试初始点位置数据为(x-0,y-0),使千分表数值归零,此时y-0＝R,转动从动齿轮,直至从动齿轮啮合齿上的一个面与主动齿轮啮合,记录千分表的当前数据△y,在公式中代入已知参数R、θ-0、△y、x-0,求得测试面法向倾角θ-1；再通过已知齿轮分度圆半径为r,测得齿轮侧隙l：l＝r·|θ-1-θ-0|,本发明不需要将千分表的探头伸入齿轮间隙中,就能够对小模数的齿轮侧隙进行精准测量,实现手段简易方便,不需要太多辅助测试工具,待测参数少,成本较低。(The invention relates to a method for measuring backlash of a small module gear, which comprises the steps of rotating a driven gear to a state that a test surface is horizontal, and determining an initial angle theta 0 The angle is 90 degrees, the probe of the dial indicator is vertically abutted against the test initial point on the surface of the test surface, and the position data of the test initial point is recorded as (x) 0 ，y 0 ) To zero the value of the dial gauge, at which time y 0 Rotating the driven gear until one surface of the meshing teeth of the driven gear is meshed with the driving gear, recording the current data delta y of the dial indicator, and substituting the known parameters R and theta into the formula 0 、△y、x 0 Calculating the normal inclination angle theta of the test surface 1 (ii) a And then measuring the gear backlash l by knowing that the reference circle radius of the gear is r: l ═ r · | θ 1 ‑θ 0 The invention can accurately measure the small-modulus gear backlash without extending the probe of the dial indicator into the gear backlash, has simple and convenient implementation means, does not need too many auxiliary testing tools, has few parameters to be measured and has lower cost.)

一种小模数齿轮侧隙检测方法

技术领域

本发明属于齿轮检测领域，尤其涉及一种小模数齿轮侧隙的测量方法。

背景技术

齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死，齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。为了保证齿面间形成正常的润滑油膜和防止由于齿轮工作温度升高引起热膨胀变形致使轮齿卡住，轮齿在啮合时必须有适当的齿侧间隙。故齿轮检测项目中，常需要检测齿轮侧隙，保证齿轮的正常传动。

目前常规齿轮侧隙检测方法是固定一对啮合齿中的一个，再采用千分表将探头附在另一个齿的齿面分度圆处，通过转动该从动齿轮，测量测点的跳动量。这种装配好的齿轮副，将一个齿轮固定再测量另一个齿轮的圆周晃动量(以分度圆上弧长计)的方法，存在当齿轮模数较小时，齿轮齿间距较小，千分表探头相对较大，无法伸入齿轮间隙中，或者能够伸入但齿面较小，无法准确测量分度圆处跳动量的问题，故需要一种能够准确测量小模数齿轮侧隙的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种小模数齿轮侧隙的测量方法，适配于一种现有的啮合齿轮测试装置，能够对小模数的齿轮侧隙进行精准测量，实现手段简易方便，成本较低。

本发明一种小模数齿轮侧隙的测量方法，适配于一种现有的啮合齿轮测试装置，包括能完全啮合的主动齿轮与从动齿轮，该主动齿轮通过电机锁死，从动齿轮能够在侧隙范围内转动，包括如下测量步骤：

步骤1、将具有一测试面的测试片固定在从动齿轮轴的末端，测量时将千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点；

步骤2、将从动齿轮旋转至测试片的测试面呈水平的状态，令测试面的测试初始状态处于水平状态，以从动齿轮轴的轴心为原点，建立直角坐标系，令过轴心垂直于测试面的直线为法向基准线l₁，该法向基准线l₁的方程为：

l₁:y＝tanθ·x (1)

式中，x、y分别为x，y轴坐标点，公式(1)为过法向基准线l₁的所有集合点，θ为法向基准线l₁与x轴的夹角；

令千分表探头在测试面上的测试初始点至结束点为测试线l₂，该测试线l₂对应的方程式如下：

式中，R为测试面到轴心距离，x、y分别为x，y轴坐标点，公式(2)为过测试线l₂的所有集合点；

步骤3、控制从动齿轮与主动齿轮完全啮合，固定主动齿轮，此时测试面的初始角度θ₀为90度；

步骤4、确定初始角度θ₀后，千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点，千分表探头的方向与坐标系x轴垂直，记录测试初始点位置数据为(x₀，y₀)，使千分表数值归零，当初始角度θ₀为90度时，y₀＝R；

步骤5、转动从动齿轮，直至从动齿轮啮合齿上的一个面与主动齿轮啮合，该测试点(x₀，y₁)亦是测试结束点，记录千分表的当前数据△y，则有：

Δy＝y₁-y₀ (3)

设此时测试面的法向倾角为θ₁，则有：

代入已知参数R、θ₀、△y、x₀，即可求得测试面法向倾角θ₁；

已知齿轮分度圆半径为r，则测得齿轮侧隙l为：

l＝r·|θ₁-θ₀| (7)

其中，θ₁为弧度制。

进一步的，在测试面的上表面略上设置一水平校正板，对测试面实施自动水平校正。

进一步的，在测试片上预先设置已知位置数据的测试初始点，从而获得所述测试初始点位置数据(x₀，y₀)，或在测试片上确定了测试初始点后再通过测量得到位置数据。

采用本发明的技术方案后，针对主动齿轮锁死，从动齿轮能够在侧隙范围内转动，且从动齿轮轴(或随之转动的同心轴)上存在可加装测试点的安装位的一种现有的啮合齿轮测试装置，给出一种小模数齿轮侧隙的测量方法，本发明在测量时，将从动齿轮旋转至测试面呈水平的状态，确定初始角度θ₀为90度，并将千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点，记录测试初始点位置数据为(x₀，y₀)，使千分表数值归零，此时y₀＝R，转动从动齿轮，直至从动齿轮啮合齿上的一个面与主动齿轮啮合，到达测试结束点(x₀，y₁)，记录千分表的当前数据△y，在公式中代入已知参数R、θ₀、△y、x₀，求得测试面法向倾角θ₁；再通过已知齿轮分度圆半径为r，测得齿轮侧隙l：l＝r·|θ₁-θ₀|，由此可见，本发明不需要将千分表的探头伸入齿轮间隙中，就能够对小模数的齿轮侧隙进行精准测量，实现手段简易方便，不需要太多辅助测试工具，待测参数少，成本较低。

附图说明

图1为本发明中测试装置示意图；

图2为本发明在初始位置的原理示意图；、

图3位本发明在测试位置的原理示意图；

图4为本发明为水平校正板进行水平校正的示意图。

以下结合实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

本发明一种小模数齿轮侧隙的测量方法，适配于一种现有的啮合齿轮测试装置，要求该啮合齿轮测试装置能够对其中单个齿轮进行锁死，另一个齿轮能够在侧隙范围内转动，可转动齿轮的齿轮轴(或随之转动的同心轴)上存在可加装测试点的安装位，本实施例采用的是如图1所示的符合上述特征的一种啮合齿轮测试装置，通过电机将主动齿轮1锁死，从动齿轮2与主动齿轮1啮合，将具有一测试面41的测试片4固定在从动齿轮轴3的末端，将千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点；

本发明的测试原理如图2所示，将测试片4处于初始状态，以从动齿轮轴3的轴心为原点，建立直角坐标系，令过轴心垂直于测试面的直线为法向基准线l₁，该法向基准线l₁的方程为：

l₁:y＝tanθ·x (1)

式中，x、y分别为x，y轴坐标点，公式(1)为过法向基准线l₁的所有集合点，θ为法向基准线l₁与x轴的夹角；

令千分表探头在测试面41上的测试初始点至结束点为测试线l₂，该测试线l₂对应的方程式如下：

式中，R为测试面到轴心距离，x、y分别为x，y轴坐标点，公式(2)为过测试线l₂的所有集合点；

具体包括如下测量步骤：

步骤1、本实施例是将从动齿轮2旋转至测试片4的测试面41呈水平的状态，为了准确控制测试面41呈水平状态，可以在测试面41的上表面略上设置一水平校正板5，如图4所示，对测试面41实施自动水平校正，这里可以选取多种现有的水平校正手段，此处不一一赘述，本实施例中令测试面41的测试初始状态处于水平状态，是为了便于确定测试面的初始角度θ₀，即法向基准线l₁与x轴的夹角θ₀，该初始角度θ₀也可以是任意值，只要能准确获得该初始角度θ₀值即可，再控制从动齿轮2与主动齿轮1完全啮合，然后固定主动齿轮1，此时初始角度θ₀为90度；

步骤2、如图2所示，确定初始角度θ₀后，千分表的探头垂直抵靠于上述测试面41表面上的测试初始点，可以在测试片41上预先设置已知位置数据的测试初始点，或确定测试初始点后测量得到位置数据，千分表探头的方向与坐标系x轴垂直，记录测试初始点位置数据为(x₀，y₀)，使千分表数值归零，当θ₀为90度时，y₀＝R；

步骤3、转动从动齿轮2，直至从动齿轮2啮合齿上的一个面与主动齿轮1啮合，如图3所示，该测试点(x₀，y₁)亦是测试结束点，记录千分表的当前数据△y，则有：

Δy＝y₁-y₀ (3)

设此时测试面41的法向倾角为θ₁，则有：

代入已知参数R、θ₀、△y、x₀，即可求得测试面法向倾角θ₁；

已知齿轮分度圆半径为r，则测得齿轮侧隙l：l＝r·|θ₁-θ₀| (7)

其中，θ₁为弧度制。

本发明的重点在于，针对主动齿轮锁死，从动齿轮能够在侧隙范围内转动，且从动齿轮轴(或随之转动的同心轴)上存在可加装测试点的安装位的一种现有的啮合齿轮测试装置，给出一种小模数齿轮侧隙的测量方法，本发明的实施例中，在测量时，将从动齿轮旋转至测试面呈水平的状态，确定初始角度θ₀为90度，并将千分表的探头垂直抵靠于上述测试面表面上的测试初始点，记录测试初始点位置数据为(x₀，y₀)，使千分表数值归零，此时y₀＝R，转动从动齿轮，直至从动齿轮啮合齿上的一个面与主动齿轮啮合，到达测试结束点(x₀，y₁)，记录千分表的当前数据△y，在公式中代入已知参数R、θ₀、△y、x₀，求得测试面法向倾角θ₁；再通过已知齿轮分度圆半径为r，测得齿轮侧隙l：l＝r·|θ₁-θ₀|，由此可见，本发明不需要将千分表的探头伸入齿轮间隙中，就能够对小模数的齿轮侧隙进行精准测量，实现手段简易方便，不需要太多辅助测试工具，待测参数少，成本较低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。