[发明专利]一种角度的测量方法及其渐开线角度测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种角度的测量方法及其渐开线角度测量仪，属于角度测量技术领域。

背景技术

目前，在现有技术中，机械零件角度的测量，常用的测量工具是万能角度尺。虽然万能角度尺可以方便的测量零件的内、外角度。但是,它采用游标原理准确度是一般为2′，其测量精度较低，同时被测物体必须具有明显的面、边线或母线，其使用范围具有一定的局限性。因此，现有的角度测量方法或角度测量仪器还是不能满足使用的需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测量角度的精度较高、并且结构简单、使用方便的角度的测量方法及其渐开线角度测量仪，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明的一种角度的测量方法是，先制作一个由定尺、动尺和转轴组成的渐开线角度测量仪，将定尺的一端通过转轴与动尺的一端铰接在一起，在定尺的另一端上制作有端面形状为渐开线曲线的渐开线端面测量边，该渐开线端面测量边的渐开线的基圆圆心与定尺铰接端的通孔圆心和转轴的圆心重合，且其基圆半径为rb，同时在定尺上制作有测量角度时用的定尺角度测量边，在动尺上制作有用于测量角度用的动尺角度测量边和直线测量边，动尺角度测量边与定尺角度测量边相对应，动尺角度测量边和直线测量边相互平行，并且当定尺与动尺合拢、且定尺角度测量边与动尺角度测量边平行时，其夹角值为0度，并且其动尺的直线测量边到定尺的渐开线端面测量边起点Ko的直线距离为Wo，该渐开线端面测量边起点的法线与直线距离Wo的直线相重合，且直线距离Wo的直线垂直于直线测量边；这样在测量被测物体角的角度时，将定尺的定尺角度测量边紧贴在被测物体角的一边上，将动尺张开并使其动尺角度测量边紧贴在被测物体角的另一边上，这时定尺角度测量边与动尺角度测量边的夹角与被测物体角相等，其数值都为θ，然后拧紧转轴的调节手柄将动尺锁定，再采用游标卡或千分尺测量出动尺的直线测量边到定尺的渐开线端面测量边测量点Kx的直线测量距离为Wx, 该渐开线端面测量边测量点的法线与直线测量距离Wx的直线相重合，且直线测量距离Wx的直线垂直于直线测量边，这时被测量物体角的数值θ为下式所示：

θ=                                               (式中：θ的单位为弧度，Wo、Wx和rb的单位为相同的长度单位)。

当上述被测量物体角的测量数值θ采用角度单位表示时，其表达式为：

θ=57.2958°×。

根据上述方法构建的本发明的一种渐开线角度测量仪为：该渐开线角度测量仪由定尺、动尺和转轴组成，定尺的一端通过转轴与动尺的一端铰接式连接，在定尺的另一端设有端面形状为渐开线曲线的渐开线端面测量边，该渐开线端面测量边的渐开线的基圆圆心与定尺铰接端的通孔圆心和转轴的圆心重合，在定尺与动尺相对的一边上设有测量角度时用的定尺角度测量边，在动尺上设有动尺角度测量边和直线测量边，动尺角度测量边和直线测量边相互平行，并且动尺角度测量边与定尺角度测量边相靠近。

在上述定尺上设有安装转轴的孔的部位处设有安装槽，动尺的一端插在安装槽中、并通过穿过其孔中的转轴与定尺连接在一起。 

在上述定尺上安装槽侧边的一个安装转轴的孔为螺纹孔，并且转轴的螺杆能够连接在该螺纹孔中。

在上述转轴上设有调节手柄。

由于采用了上述技术方案，本发明将对被测物体角的角度测量转换成采用游标卡或千分尺来进行长度测量，由于其角度的测量数值θ与Wx成线性关系，假设Wx的测量误差为△Wx，那么相应的θ值的误差△θ为

△θ=

因此定尺渐开线曲线的基圆半径越大，则测量精度越高。以基圆半径rb=100mm为例分析其测量精度如下。        

（1）       当Wx采用普通游标卡尺测量，其测量误差△Wx=0.02mm，θ的角度误差△θ=0.011°=41″。

（2）       当Wx采用外径千分尺测量，其测量误差△Wx=0.001mm， θ的角度误差△θ=0.000573°=2″。

从上分析可见，本发明的渐开线角度测量仪与现有的万能角度尺相比，在结构尺寸相同的条件下，本发明具有更高的检测精度，而且其测量精度与普通万能角度尺有数量级的区别。

因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有测量精度高的优点，而且还具有结构简单、使用方便、制作成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的渐开线角度测量仪结构示意图，并且为本发明的工作原理说明图；

图2为定尺结构示意图；