[发明专利]一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其调整方法

摘要

本发明属于精密齿轮测试技术领域，涉及一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置及其调整方法。该装置利用无回程误差的交叉簧片铰链杠杆补偿测量方向的角度误差，使传递给微位移传感器的微位移量恰好等于齿轮的齿距累积偏差；该装置的调整方法，通过升降平台和测量平台的调整，使测点位置调整到齿轮中截面的分度圆上，且测量方向与齿廓的切线方向相同；在该方位下测量，测头的定位误差对齿距偏差测量结果的影响为高阶无穷小，可实现高精度齿距偏差的测量。本发明结构简单，测量误差源较少，测量方向的角度误差可通过杠杆臂的长短进行完全补偿，具有测量灵敏度高及测量精度高的优点，可实现亚微米量级的齿距偏差的测量。

主权项

1.一种提高齿轮齿距测量精度的测头装置的调整方法，其特征在于，所述测头装置，包括交叉簧片铰链杠杆、升降平台(13)、测量平台(16)、驱动电机(18)、测量驱动凸轮(25)、凸轮挡板(19)；其中，交叉簧片铰链杠杆包括簧片固定块(20)、簧片(21)，测头(22)、测头杠杆架(23)、微位移传感器(24)；其中一个簧片中间开设方孔，方孔的宽度大于另一簧片的宽度，另一簧片穿过方孔，两个簧片成90°交叉，确保两簧片在工作过程中不发生干涉；两个簧片的有效宽度相等，确保两簧片微变形的线性精度；两个簧片的固定端通过压板和螺钉固定于簧片固定块(20)上，簧片固定块(20)通过螺栓固定到测量平台(16)上的动平台上；测量杠杆架(23)是以两个簧片交叉中心点为支点的直角型杠杆，测量杠杆架(23)包括两个杠杆臂，两个杠杆臂之间存在倒角，两个杠杆臂的靠近支点端分别与两个簧片的自由端通过螺钉连接；一个杠杆臂的自由端与测头(22)连接，另一个杠杆臂的自由端与微位移传感器(24)接触；其中，测量平台(16)固定于升降平台(13)上方，驱动电机(18)固定于升降平台(13)上，带动测量驱动凸轮(25)转动，测量驱动凸轮(25)带动固定于测量平台(16)上的凸轮挡板(19)，用于控制测量平台(16)往复运动；该测头装置的调整方法包括如下步骤：第一步，调整微位移传感器(24)位置；根据被测齿轮分度圆上的压力角α，调整微位移传感器(24)与测头杠杆架(23)的接触点到两簧片(21)交叉中心点的距离l2，使得l1/l2＝cosα，其中l1为测点到簧片(21)交叉中心点的距离；调整完毕后将传感器固定座(10)固定于测量平台(16)上的动平台上；第二步，调整测点位置及驱动电机(18)的安装位置；1)根据被测齿轮分度圆的大小和压力角的大小，通过升降调整微分头(14)将测点位置调整到被测齿轮(3)齿宽的中截面上，拧紧升降平台的锁紧螺钉(17)；2)调整被测齿轮(3)与高精度分度台(2)的转角位置，使微位移传感器(24)的示值在0±10μm的量程内，通过锁紧螺母(5)和十字垫圈(6)将被测齿轮(3)固定到高精度分度台(2)上；3)调整测点位置，通过转动测点调整微分头(15)搜索微位移传感器(24)的最大值，将测点调整微分头(15)锁死，此时测头(22)与被测齿轮(3)齿面的接触点即为测点位置；4)调整驱动电机(18)的安装位置；当测头(22)到达测点位置后，调整驱动电机(18)的安装位置，使偏心轮的最小极径对准凸轮挡板(19)工作面，且与其刚好不接触，将驱动电机(18)固定到升降平台(13)上。