[发明专利]一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域技术领域，尤其涉及一种大型螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法。

背景技术

螺旋角是螺旋锥齿轮的重要参数，会影响螺旋锥齿轮副工作时的齿面接触状态，传动平稳性、受力均匀性等，在齿轮加工过程中，要对螺旋角进行测量，如果达不到要求，需要及时进行修齿。

目前，常用的螺旋角测量方法是滚印法，该方法是将被测齿轮的齿顶面涂上染料，然后让齿轮在纸上滚动，染料会将齿顶形状印在纸上，纸张展开后的效果相当于螺旋锥齿轮的齿顶圆展开图。用齿顶的螺旋线近似于节锥圆处的螺旋线，并进行手动测绘。该方法操作简单，被广泛使用。滚印法虽然操作简单，但操作过程不易控制，手工测绘过程也会存在人为误差，此外，由于是用齿顶的螺旋角近似节锥圆的螺旋角，也会存在较大偏差。通常其误差值可达2°以上。

现有技术中张恒昌等人提出，在坐标镗床上通过转动螺旋锥齿轮，用杠杆表定位节锥圆，用分度圆测量出螺旋线对应的锥角，再根据螺旋锥齿轮和刀盘参数的对应关系，通过一系列计算，可获得比较准确的中点螺旋角。张恒昌提出的测量方法操作过程较复杂，用到分度圆、坐标镗床、杠杆表等工具，同时，还需要预先知道轮齿的大端螺旋角、小端螺旋角才能测量出中点螺旋角。

本专利申请利用高度尺、游标卡尺等简单的测量工具，简化测量步骤，充分利用螺旋锥齿轮和刀具的参数关系，推算出具有较高准确度的螺旋角，且可用测量任意位置的螺旋角。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，通过测量出螺旋角后，获得精确的螺旋角；这样使得螺旋锥齿轮副工作时的齿面接触状态、传动平稳性和受力均匀性都能得到提高。

本发明是这样实现的：一种螺旋锥齿轮的螺旋角测量方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、应用高度尺，确定任意一轮齿的小端和大端边缘与一节点圆的交点，两交点分别标记为A、B，节锥圆的顶点为O，刀盘中心为O'；

步骤2、用游标卡尺测量两交点A、B之间的直线距离；

步骤3、从螺旋锥齿轮设计参数中，获得参数：外锥距L_A、齿宽b,刀盘名义半径r的值；并由外锥距L_A和齿宽b，获得内锥距L_B，中点锥距L_M；

步骤4、根据角与边的关系，依次获得∠AO'B、∠OBA、∠OBO'、∠OMO'的值，根据∠AO'B、∠OBA、∠OBO'、∠OMO'的值得到中点M的螺旋角β_M；

步骤5、根据步骤4的∠AO'B、∠OBA、∠OBO'、∠OMO'的值和螺旋角β_M，获得所述轮齿的小端螺旋角和大端螺旋角。

进一步地，要测量螺旋线AB上任意点的螺旋角时，将步骤1和步骤2测量的整条螺旋线弦长改为测该点到螺旋线小端或大端的弦长，再执行步骤3和步骤4和步骤5即可得到任意点对应的螺旋角。

进一步地，所述的∠AO'B、∠OBA、∠OBO'、∠OMO'、螺旋角β_M按以下方式计算获得；

OA＝L_A，OB＝L_B,OM＝L_M,O'A＝O'B＝O'M＝r；

在△AO'B中，由余弦定理可算得∠AO'B，具体如式(1)：

AB²＝O'B²+O'A²-2·O'B·O'A·cos∠AO'B＝2r²(1-cos∠AO'B)

在△AO'O中，由余弦定理可算得∠OBA和∠OBO'，具体如式(2)、式(3)：

OA²＝OB²+AB²-2·OB·AB·cos∠OBA

∠OBO'＝∠OBA-∠O'BA＝∠OBA-(90°-1/2∠AO'B)……(3)

在△OO'B和△OO'M中，由余弦定理可算得螺旋角β_M，具体如式(4)：

OO'²＝OB²+O'B²-2·OB·O'B·cos∠OBO'＝OM²+O'M²-2·OM·O'M·cos∠OMO'