齿轮对正度检测方法和装置与流程

1.本公开涉及机械领域，特别涉及一种齿轮对正度检测方法和装置。


背景技术：

2.齿轮是一种轮缘上有齿，通过啮合传递动力的机械零件，齿轮广泛应用于有传动的需求的机械设备中。
3.齿轮通常安装在传动轴上，一些情况下，传动轴上会安装多个齿轮，同时将动力传输到多个执行机构上，为了传动轴动力传输的稳定性，需要确保传动轴上的齿轮的齿形对正，也即轴上齿轮在垂直于轴的方式的平面上的投影一致。
4.相关技术中，常常采用高精机床打表的方法来检测同轴齿轮齿形的对正度，此方法不便于操作且费用较高。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种齿轮对正度检测方法和装置，通过提供的检测装置和方法实现齿轮对正度检测的操作简单，且成本低。所述技术方案如下：
6.第一方面，提供了一种齿轮对正度检测装置，所述装置包括第一齿轮啮合板、第二齿轮啮合板、透光板、显示板和光源；
7.所述透光板与所述第一齿轮啮合板相连，所述显示板与所述第二齿轮啮合板相连，所述透光板与所述显示板平行布置，所述透光板上具有透光孔，所述显示板上具有标尺，所述透光孔与所述第一齿轮啮合板的第一齿槽的相对位置和所述标尺的中心与所述第二齿轮啮合板的第一齿槽的相对位置相同；
8.所述第一齿轮啮合板和所述第二齿轮啮合板分别用于与被检测的第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮啮合板和第二齿轮啮合板的所述第一齿槽分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一轮齿结合。
9.可选地，所述第一齿槽为所述第一齿轮啮合板和所述第二齿轮啮合板顶部的内齿槽，所述第一轮齿为所述第一齿轮和所述第二齿轮顶部的轮齿。
10.可选地，所述第一齿轮啮合板与所述透光板之间通过连接结构可拆卸连接，所述第二齿轮啮合板与所述显示板之间通过连接结构可拆卸连接。
11.可选地，所述连接结构包括位于所述第一齿轮啮合板或所述第二齿轮啮合板上的插槽，以及位于所述透光板或所述显示板上的凸起连接部。
12.可选地，所述插槽的深度为h1，所述凸起连接部的长度为h3，所述h3小于或等于所述h1；
13.所述h1不大于从所述第一齿轮啮合板或所述第二齿轮啮合板的上底面至内圆弧顶部之间的距离h2，且所述h1大于所述h2的一半。
14.可选地，所述连接结构包括螺栓，所述螺栓贯穿所述透光板或所述显示板，并与所述第一齿轮啮合板或所述第二齿轮啮合板的螺孔连接。
15.可选地，所述连接结构具有多个，多个所述连接结构位于所述透光板的透光孔的两侧，或者多个所述连接结构位于所述显示板的标尺的两侧。
16.可选地，所述光源为激光。
17.第二方面，提供了一种齿轮对正度检测方法，所述方法采用第一方面任一项所述的装置进行检测，所述方法包括：
18.将第一齿轮啮合板与透光板组装为检测装置的第一部分；将第二齿轮啮合板与显示板组装为所述检测装置的第二部分；
19.将所述第一部分与第一齿轮啮合；将所述第二部分与第二齿轮啮合；
20.调整光源位置，使所述光源的光束通过所述透光板上的透光孔照射在所述显示板上；
21.根据所述显示板上的光斑的位置确定所述第一齿轮和所述第二齿轮的齿轮对正度。
22.可选地，所述根据所述显示板上的光斑的位置确定所述第一齿轮和所述第二齿轮的齿轮对正度，包括：
23.若所述光斑位于标尺的中心，确定所述第一齿轮和第二齿轮对正；若所述光斑不在所述标尺的中心，根据所述标尺的刻度，确定所述光斑偏移的量作为齿轮对正度指标。
24.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
25.将第一齿轮啮合板和第二齿轮啮合板分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，第一齿轮啮合板和第二齿轮啮合板相同位置的内齿槽与第一齿轮和第二齿轮的第一轮齿结合，这样能够保证两个齿轮啮合板是在相同安装位置的情况下进行后续检测的。光源发射出的光穿过透光板上的透光孔，照射到显示板上形成光斑，根据光斑与显示板上的标尺的位置关系，确定齿轮对正度。若光斑位于标尺的中心，则说明第一齿轮和第二齿轮完全对正。若光斑不在标尺的中心，根据标尺的刻度，确定光斑偏移的量，以此作为齿轮对正度指标。通过本公开实施例提供的检测装置实现齿轮对正度检测的操作简单，且成本低。
附图说明
26.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本公开实施例提供的一种齿轮对正度检测装置的结构示意图；
28.图2是本公开实施例提供的一种齿轮的结构示意图；
29.图3是本公开实施例提供的一种齿轮啮合板的结构示意图；
30.图4是本公开实施例提供的一种透光板的结构示意图；
31.图5是本公开实施例提供的一种显示板的结构示意图；
32.图6是本公开实施例提供的一种齿轮啮合板与透光板组合的结构示意图；
33.图7是本公开实施例提供的一种齿轮啮合板与显示板组合的结构示意图；
34.图8是本公开实施例提供的另一种齿轮啮合板与透光板组合的结构示意图；
35.图9是本公开实施例提供的另一种齿轮啮合板与显示板组合的结构示意图；
36.图10是本公开实施例提供的一种齿轮对正度检测方法的流程图。
具体实施方式
37.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
38.图1是本公开实施例提供的一种齿轮对正度检测装置的结构示意图。参见图1，该装置包括第一齿轮啮合板103、第二齿轮啮合板104、透光板105、显示板106和光源107。
39.透光板105与第一齿轮啮合板103相连，显示板106与第二齿轮啮合板104相连，透光板105与显示板106平行布置，透光板105上具有透光孔，显示板106上具有标尺，透光孔与第一齿轮啮合板103的第一齿槽305的相对位置和标尺的中心与第二齿轮啮合板104的第一齿槽305的相对位置相同。
40.其中，标尺的中心是指显示板中水平方向上的检测标尺与竖直方向上的检测标尺的交点。第一齿槽305可以是指位于第一齿轮啮合板103、第二齿轮啮合板103顶部的内齿槽(最高点的内齿槽)，也可指位于第一齿轮啮合板103、第二齿轮啮合板104最边缘的内齿槽，例如最左侧的内齿槽。
41.第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104分别用于与被检测的第一齿轮101和第二齿轮102啮合，第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104的第一齿槽305与第一齿轮101和第二齿轮102的第一轮齿205结合。
42.其中，第一轮齿205可以是指位于第一齿轮101、第二齿轮102顶部的轮齿，与第一轮齿205结合的是前述第一齿槽305。
43.透光板105与显示板106依次位于光源107发射出的光的光路上，且光源107发射出的光穿过透光板105上的透光孔401，照射到显示板106上。
44.图1中除了示出了齿轮对正度检测装置，还示出了被检的齿轮结构，该齿轮结构包括传动轴100、第一齿轮101、第二齿轮102和凸起108。传动轴100和凸起108可以是一体结构，传动轴100贯穿第一齿轮101和第二齿轮102组成被检测装置。凸起108位于第一齿轮101与第二齿轮102之间。由于凸起108的存在将第一齿轮101和第二齿轮102隔开，难以通过简单投影方式确定第一齿轮101与第二齿轮102的齿型对正度。
45.当然，图1所示出的被检测装置仅为一种示例，本技术提供的检测装置也适用于没有凸起108的被检测装置。
46.在该实现方式中，将第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104分别与第一齿轮101和第二齿轮102啮合，第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104相同位置的内齿槽与第一齿轮101和第二齿轮102的第一轮齿205结合，这样能够保证两个齿轮啮合板是在相同安装位置的情况下进行后续检测的。光源107发射出的光穿过透光板105上的透光孔，照射到显示板106上形成光斑，根据光斑与显示板上的标尺的位置关系，确定齿轮对正度。若光斑位于标尺的中心，则说明第一齿轮和第二齿轮完全对正。若光斑不在标尺的中心，根据标尺的刻度，确定光斑偏移的量，以此作为齿轮对正度指标。通过本公开实施例提供的检测装置实现齿轮对正度检测的操作简单，且成本低。
47.在图1所示的结构中，光源位于右侧，显示板位于左侧；在其他示例中，也可以光源位于左侧，显示板位于右侧。
48.图2为本公开实施例提供的一种齿轮的结构示意图。参见图2，该齿轮可以为前述第一齿轮101和第二齿轮102。该齿轮包括多个外轮齿201、多个外齿槽202、齿轮主体203和齿轮通孔204。其中，外轮齿201的形状为梯形，外齿槽202的形状为梯形，齿轮主体203的形状为圆环，齿轮通孔204的形状为圆形。
49.上述关于齿轮结构的形状描述，均为齿轮各个部件的侧视图的形状。
50.示例性地，外轮齿201为四棱柱，外齿槽202为四棱柱，齿轮主体203为柱形结构，齿轮通孔204为圆柱形结构。多个外轮齿201均匀间隔分布在齿轮主体203外侧，相邻外轮齿201间形成外齿槽202，齿轮通孔204贯穿齿轮主体203的中心。
51.在本公开实施例中，传动轴100穿过与第一齿轮101和第二齿轮102的齿轮通孔204，并与第一齿轮101和第二齿轮102的连接。
52.在本公开实施例中，第一齿轮啮合板103与透光板105、第二齿轮啮合板104与显示板106之间通过连接结构可拆卸连接或固定连接。
53.在一种示例中，连接结构包括插槽和凸起连接部，凸起连接部插入插槽中，实现连接。
54.在另一种示例中，连接结构还可以包括凹槽和插销，插销插入凹槽中，实现连接。
55.在其他示例中，连接结构还可以是其他连接结构，例如螺栓螺孔组成的连接结构，焊接连接结构等，本公开对此不做限制。
56.图3为本公开实施例提供的一种齿轮啮合板的结构示意图。参见图3，该齿轮啮合板可以为第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104。其中，齿轮啮合板包括齿轮啮合板主体301、插槽302、多个内轮齿303和多个内齿槽304，多个内齿槽304中包括前述第一齿槽305。
57.齿轮啮合板为内齿轮结构，即齿轮啮合板具有内圆弧，在内圆弧表面均匀间隔分布多个内轮齿303，相邻的内轮齿303之间存在内齿槽304。
58.与齿轮对应的，内轮齿303和内齿槽304也是四棱柱。
59.插槽302位于齿轮啮合板与内圆弧相对的一面，也即上底面，插槽302作为连接结构的一部分，与透光板105或显示板106上的连接结构的另一部分，也即凸起连接部结合。从而使得第一齿轮啮合板103与透光板105、第二齿轮啮合板104与显示板106组成一个整体。
60.插槽302和凸起连接部均为柱状，例如四棱柱或圆柱等。
61.如图3所示，插槽302的深度为h1，透光板105或显示板106的凸起连接部的长度为h3。h3小于或等于h1。
62.插槽302的深度h1是指，齿轮啮合板上底面至凹槽302底部的距离。插槽302的深度不大于从齿轮啮合板上底面至齿轮啮合板的内圆弧顶部之间的距离h2。为保证连接结构的结合效果，插槽302的深度h1大于h2的一半。
63.图4为本公开实施例提供的一种透光板的结构示意图。参见图4，透光板105包括透光板主体400、透光孔401和透光板凸起连接部402。其中透光孔401位于透光板主体400中心位置，透光板凸起连接部402位于透光板主体400下底面中心位置，透光板凸起连接部402的长度为h3。
64.示例性地，透光板主体400为长方体结构，透光孔401为圆形孔，透光孔401贯穿透光板主体400，透光板凸起连接部402为四棱柱结构。
65.在其他示例中，透光板主体400、透光孔401、透光板凸起连接部402中的至少一个可以为其他结构，对此不做限制。
66.图5是本公开实施例提供的一种显示板的结构示意图。参见图5，显示板包括显示板主体500、标尺501和显示板凸起连接部502。其中标尺501位于显示板主体500中心位置，显示板凸起连接部502位于显示板主体500下底面中心位置，显示板凸起连接部502的长度为h3。
67.需要说明的是，透光板凸起连接部402的长度与显示板凸起连接部502的长度可以相同，也可以不同。
68.示例性地，显示板主体500为长方体结构，显示板凸起连接部502为四棱柱结构。
69.在其他示例中，显示板主体500、显示板凸起连接部502中的至少一个可以为其他结构，对此不做限制。
70.在本公开实施例中，第一齿轮啮合板103与第二齿轮啮合板104的形状、大小相同，透光板105与显示板106的形状、大小相同。
71.在另一种示例中，第一齿轮啮合板103与第二齿轮啮合板104形状、大小中的至少一个可以不同，透光板105与显示板106的形状、大小中的至少一个可以不同。
72.但要保证第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104的齿形相同，且第一齿轮啮合板103的第一齿槽305与透光孔401、第二齿轮啮合板104的第一齿槽305与显示板106上的标尺501的中心的相对位置一致，也即在第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104的齿形对齐时，透光孔401与标尺501的中心也对齐。
73.在本公开实施例中，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间的连接结构以及连接位置均相同。
74.在另一种实现方式中，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间的连接结构相同，但连接位置不同。
75.示例性地，如图6和图7所示，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间的连接结构均采用插槽和凸起连接方式，但二者的连接方式明显不同。
76.在另一种实现方式中，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间的连接结构不同，但连接位置相同。
77.第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间除了连接结构和连接位置外，还包括连接结构的数量。
78.相应地，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间连接结构的数量可以相同也可以不同。
79.如图6和图7所示，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间仅采用了一个连接结构。在其他示例中，第一齿轮啮合板103与透光板105之间、第二齿轮啮合板104与显示板106之间可以采用多个连接结构，从而保证连接的稳固性。
80.例如，第一齿轮啮合板103与透光板105之间连接结构的数量可以为2个，第二齿轮啮合板104与显示板106之间的连接结构的数量可以为3个。
81.在所述连接结构具有多个时，多个所述连接结构位于所述透光板105的透光孔401的两侧，或者多个所述连接结构位于所述显示板106的标尺501的两侧。这种设计能够加强
连接的稳定性。
82.图8是本公开实施例提供的另一种齿轮啮合板与透光板组合的结构示意图。参见图8，第一齿轮啮合板103和透光板105采用第一螺栓601连接。
83.第一螺栓601从上到下贯穿透光板105，然后插入第一齿轮啮合板103顶部的螺孔中，第一螺栓601在螺孔中的部分长度为h5。
84.图9为本公开实施方式提供的一种检测装置第二部分的结构示意图。参见图9，第二齿轮啮合板104和显示板106采用第二螺栓701连接。
85.第二螺栓701从上到下贯穿显示板106，然后插入第二齿轮啮合板104顶部的螺孔中，第二螺栓701在螺孔中的部分长度为h6。
86.如图8和图9所示，第一齿轮啮合板103和透光板105、第二齿轮啮合板104和显示板106均采用2个螺栓连接。在其他示例中，第一齿轮啮合板103和透光板105、第二齿轮啮合板104和显示板106可以采用1个或多个螺栓连接。
87.在另一种示例中，第一齿轮啮合板103与透光板105、第二齿轮啮合板104与显示板106之间通过焊接方式连接起来。
88.在另一种示例中，第一齿轮啮合板103与透光板105、第二齿轮啮合板104与显示板106之间还有更多连接方式，例如通过榫卯结构连接等。
89.在一种示例中，为了保证光源107的光在传输过程中的准直性，该光源107采用激光实现。
90.在其他示例中，该光源107还可以为发光二极管或者其他类型的光源。
91.图10为本公开实施例提供的一种齿轮对正度检测方法的流程图。参见图10，该方法包括如下步骤：
92.步骤801：将第一齿轮啮合板与透光板组装为检测装置的第一部分；将第二齿轮啮合板与显示板组装为检测装置的第二部分。
93.将透光板105下方的透光板凸起连接部402插入第一齿轮啮合板103上方的插槽302中，组成检测装置的第一部分；将显示板106下方的显示板凸起连接部502插入第二齿轮啮合板104上方的插槽302中，组成检测装置的第二部分。
94.步骤802：将第一部分与第一齿轮啮合；将第二部分与第二齿轮啮合。
95.将第一齿轮啮合板103下方的内齿轮中的第一齿槽305与第一齿轮101的第一轮齿205啮合，将第二齿轮啮合板104下方的内齿轮中的第一齿槽305与第二齿轮102的第一轮齿205啮合。
96.示例性地，第一齿槽305是指，第一齿轮啮合板103、第二齿轮啮合板104中顶部的内齿槽。
97.示例性地，第一轮齿205是指，第一齿轮101、第二齿轮102中顶部的内齿槽。
98.步骤803：调整光源位置，使光源的光束通过透光板上的透光孔照射在显示板上。
99.在本公开的实现方式中，光源107的光束垂直于透光板105穿过透光孔401照射在显示板106上。
100.开启光源107，确定光源107发出的光束是否能够照射到透光板105中心通孔401处，若不能，则调整光源107的位置。若能够，则不调整光源107的位置。
101.步骤804：根据显示板上的光斑的位置确定第一齿轮和第二齿轮的齿轮对正度。
102.若光斑在显示板106的标尺501的中心处，则表示被检测齿轮是对正的，若光斑在其他位置，则表示被检测齿轮不对正，根据标尺的刻度，确定光斑偏移的量，以此作为齿轮对正度指标。
103.在本公开实施例中，将第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104分别与第一齿轮101和第二齿轮102啮合，第一齿轮啮合板103和第二齿轮啮合板104相同位置的内齿槽与第一齿轮101和第二齿轮102的第一轮齿结合，这样能够保证两个齿轮啮合板是在相同安装位置的情况下进行后续检测的。光源107发射出的光穿过透光板105上的透光孔401，照射到显示板106上形成光斑，根据光斑与显示板106上的标尺501的位置关系，确定齿轮对正度。若光斑位于标尺的中心，则说明第一齿轮101和第二齿轮102完全对正。若光斑不在标尺的中心，根据标尺的刻度，确定光斑偏移的量，以此作为齿轮对正度指标。通过本公开实施例提供的检测装置实现齿轮对正度检测的操作简单，且成本低。
104.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种齿轮对正度检测装置，其特征在于，所述装置包括第一齿轮啮合板(103)、第二齿轮啮合板(104)、透光板(105)、显示板(106)和光源(107)；所述透光板(105)与所述第一齿轮啮合板(103)相连，所述显示板(106)与所述第二齿轮啮合板(104)相连，所述透光板(105)与所述显示板(106)平行布置，所述透光板(105)上具有透光孔(401)，所述显示板(106)上具有标尺(501)，所述透光孔(401)与所述第一齿轮啮合板(103)的第一齿槽(305)的相对位置和所述标尺(501)的中心与所述第二齿轮啮合板(104)的第一齿槽(305)的相对位置相同；所述第一齿轮啮合板(103)和所述第二齿轮啮合板(104)分别用于与被检测的第一齿轮(101)和第二齿轮(102)啮合，所述第一齿轮啮合板(103)和第二齿轮啮合板(104)的所述第一齿槽(305)分别与所述第一齿轮(101)和所述第二齿轮(102)的第一轮齿(205)结合。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一齿槽(305)为所述第一齿轮啮合板(103)和所述第二齿轮啮合板(104)顶部的内齿槽，所述第一轮齿(205)为所述第一齿轮(101)和所述第二齿轮(102)顶部的轮齿。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一齿轮啮合板(103)与所述透光板(105)之间通过连接结构可拆卸连接，所述第二齿轮啮合板(104)与所述显示板(106)之间通过连接结构可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接结构包括位于所述第一齿轮啮合板(103)或所述第二齿轮啮合板(104)上的插槽(302)，以及位于所述透光板(105)或所述显示板(106)上的凸起连接部。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述插槽(302)的深度为h1，所述凸起连接部的长度为h3，所述h3小于或等于所述h1；所述h1不大于从所述第一齿轮啮合板(103)或所述第二齿轮啮合板(104)的上底面至内圆弧顶部之间的距离h2，且所述h1大于所述h2的一半。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接结构包括螺栓，所述螺栓贯穿所述透光板(105)或所述显示板(106)，并与所述第一齿轮啮合板(103)或所述第二齿轮啮合板(104)的螺孔连接。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接结构具有多个，多个所述连接结构位于所述透光板(105)的透光孔(401)的两侧，或者多个所述连接结构位于所述显示板(106)的标尺(501)的两侧。8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述光源(107)为激光。9.一种齿轮对正度检测方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1至8任一项所述的装置进行检测，所述方法包括：将第一齿轮啮合板(103)与透光板(105)组装为检测装置的第一部分；将第二齿轮啮合板(104)与显示板(106)组装为所述检测装置的第二部分；将所述第一部分与第一齿轮(101)啮合；将所述第二部分与第二齿轮(102)啮合；调整光源(107)位置，使所述光源(107)的光束通过所述透光板(105)上的透光孔(401)照射在所述显示板(106)上；根据所述显示板(106)上的光斑的位置确定所述第一齿轮(101)和所述第二齿轮(102)的齿轮对正度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示板(106)上的光斑的位置确定所述第一齿轮(101)和所述第二齿轮(102)的齿轮对正度，包括：若所述光斑位于标尺(501)的中心，确定所述第一齿轮(101)和第二齿轮(102)对正；若所述光斑不在所述标尺(501)的中心，根据所述标尺(501)的刻度，确定所述光斑偏移的量作为齿轮对正度指标。

技术总结
本公开提供了一种齿轮对正度检测方法和装置，属于机械领域。所述装置包括第一齿轮啮合板、第二齿轮啮合板、透光板、显示板和光源；所述透光板与所述第一齿轮啮合板相连，所述显示板与所述第二齿轮啮合板相连，所述透光板与所述显示板平行布置，所述透光板上具有透光孔，所述显示板上具有标尺，所述透光孔与所述第一齿轮啮合板的第一齿槽的相对位置和所述标尺的中心与所述第二齿轮啮合板的第一齿槽的相对位置相同；所述第一齿轮啮合板和所述第二齿轮啮合板分别用于与被检测的第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮啮合板和第二齿轮啮合板的所述第一齿槽分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一轮齿结合。所述第二齿轮的第一轮齿结合。所述第二齿轮的第一轮齿结合。


技术研发人员：李克飞 贺圣强 张勇勇
受保护的技术使用者：武汉船用机械有限责任公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/12