圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置及其測量方法
【專利摘要】本發明是一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置及其測量方法，該測量裝置包括輪廓儀、括測量夾具、正弦規、標準量塊、基座；其中輪廓儀安裝在基座上，正弦規的一端直接置于基座上表面，正弦規的另一端通過安放其下方的標準量塊置于基座的上表面上，標準量塊使正弦規抬高以傾斜成與基座表面成一個等于滾子偏轉角F的角度，測量夾具安裝于正弦規上，用于夾持被測定的圓錐滾子。該測量方法采用該測量裝置實施，通過輪廓儀的測量頭對準被測滾子的球基面，在輪廓儀上直接測量偏轉角所對應的測量頭至夾具的距離，再用該距離的數值換算成曲率半徑。本發明由于切點法測量判斷是用數據說話，有效解決了原有的用樣板而無法確定球基面的半徑值的問題。
【專利說明】圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置及其測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種圓錐滾子球基面曲率半徑的測量裝置及測量方法。
【背景技術】
[0002]通常圓錐滾子球基面的曲率半徑(SR)在400以下要求公差為2毫米，常規圓錐滾子球基面的曲率半徑是以加工樣板來判定。從止通規曲率樣板加工精度看，實際止通規曲率樣板的公差是小于2毫米；而從止通規曲率樣板使用情況看，通常是用透光法來判定。因圓錐滾子球基面的有效面很小，隨著個人經驗不同，判定結果也不同。因此，球基面曲率半徑的傳統測量用的樣板透光法不能給出一個有效的數據來證明其準確性，而只能憑各人的經驗判斷會造成測量的不確定性而給產品質量的判斷帶來麻煩，從而給生產帶來不少麻煩。因此，業界就迫切需要提供對圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量手段。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置及其測量方法，改變原有的用樣板而無法確定球基面的半徑值的問題，減少因人為經驗不同而產生不同判斷結果的因素。
[0004]根據本發明一方面提供一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置，包括一個輪廓儀，其特征在于，還包括測量夾具、正弦規、標準量塊、基座；其中輪廓儀安裝在基座上，正弦規的一端直接置于基座上表面，正弦規的另一端通過安放其下方的標準量塊置于基座的上表面上，標準量塊使正弦規抬高以傾斜成與基座表面成一個等于滾子偏轉角F的角度，測量夾具安裝于正弦規上，用于夾持被測定的圓錐滾子。
[0005]所述滾子偏轉角設置成確保輪廓的切點在被測基面的中心附近，以便于數據的讀取。
[0006]當圓錐滾子全角為3°?4°，左右偏轉角F采用0° 30;;當滾子全角在4°?5°，左右偏轉角F采用0° 45'。
[0007]所述輪廓儀是型號為Mahr Marsurf cdl20的輪廓儀。
[0008]根據本發明另一方面提供一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量方法，采用上述的測量裝置實施，所述測量方法包括:使正弦規的一端直接置于基座平面上，在正弦規的另一端墊上量塊，使正弦規平面與基座平面成F度的角度；將被測圓錐滾子安裝在測量夾具上，并保持滾子的外徑表面與夾具面貼緊；將輪廓儀安裝在基座上，并使其測量頭對準被測滾子的球基面；在輪廓儀上直接測量偏轉角F所對應的測量頭至夾具的距離a ;以及用該距離a的數值換算成曲率半徑。
[0009]所述曲率半徑根據以下公式計算得到SR=( Dw/2- C0S(o° )* C0S(F° )*a)/ SIN(0° - F° )其中，SR為被測滾子的球半徑，Dw為滾子大端球冠的直徑，0。為圓錐滾子的半角，F為偏轉角，a為測量頭的測量數值。
[0010]本發明通過對輪廓儀的輪廓測量，用切點法測出滾子與素線的距離，經過換算來實現球基面半徑的測量，以達到精確的半徑判斷，由于切點法測量判斷是用數據說話，有效解決了原有的用樣板而無法確定球基面的半徑值的問題，減少了人為的判斷錯誤。因此用現有的測量儀，配上測量夾具，就能達到測量球基面的曲率半徑值，便于判斷產品的質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1a是本發明一個實施例的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置布置的主視圖；
[0012]圖1b是圖1a的右視圖；
[0013]圖2a是圖1a所示實施例的測量裝置中的測量夾具的主視圖；
[0014]圖2b是圖2a的俯視圖；
[0015]圖3是采用本發明一個實施例的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置進行測量的測量原理示意圖；
[0016]圖4是圖3中的曲率半徑推導圖；以及
[0017]圖5是采用本發明的測量裝置和測量方法的誤差分析圖。
【具體實施方式】
[0018]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明并不限于下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基于本發明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。
[0019]如圖1、圖2所示，本發明的一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置10，包括:輪廓儀6、測量夾具2、正弦規3、標準量塊4、基座5，輪廓儀6安裝在基座5上，正弦規3的一端,如圖1a所不左端直接置于基座5的上表面5a上,正弦規的另一端,如圖1a的右端通過安放其下方的標準量塊4置于基座的上表面5a上，標準量塊4使正弦規3抬高一個高度h，例如當正弦規的長度為200mm時為sinF*200，以使正弦規3的平面3a傾斜成與基座上表面成一個等于滾子偏轉角F。的角度，測量夾具2安裝于正弦規3的平面3a上，用于夾持被測定的圓錐滾子I。
[0020]測量夾具的具體結構如圖2a、圖2b所示，包括與一個固定框架2b相固定連接的夾持塊2a、具有夾緊部分2e’的推動塊2e、夾緊桿2c、彈簧2d。夾持塊2a具有與滾子外圓錐面吻合的內凹圓錐面，夾緊桿2c頂抵推動塊2e移動通過夾緊部分2e’與夾持塊2a配合以夾緊滾子1，在推動塊移動夾緊滾子時彈簧2d被壓縮。
[0021]由于滾子I的大端面有一個倒角(未標示)，為測量球基面y的半徑SR，必須使測量點A在球基面7上，就必須讓過此倒角，因此本發明方法需采用旋轉一個偏轉角F。滾子I的偏轉角設置成確保輪廓的切點在被測基面的中心附近，以便于數據的讀取。當圓錐滾子全角為3°?4°，左右偏轉角F采用0° 30';當滾子全角在4°?5。，左右偏轉角F可選用0° 45;。
[0022]輪廓儀6可以是型號為Mahr Marsurf cdl20輪廓儀。
[0023]以下具體說明本發明一個實施例的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量方法，采用本發明的上述測量裝置10實施，該精確測量方法包括以下步驟:[0024]1.使正弦規的一端，如圖la、圖3所示的左端直接置于基座5的平面即上表面5a上，在正弦規3的另一端，如圖la、圖3a所示的右端墊上量塊4，使正弦規3平面與基座5平面成F度的角度；在本實施例中，正弦規3的長度為200mm，量塊4的高度值即正弦規的抬高值為sinF*200 ；
[0025]2.將被測圓錐滾子1安裝在測量夾具2上，并保持滾子I的外圓錐面Ia與夾具2的內凹圓維面2a貼緊；
[0026]3.將輪廓儀6安裝在基座5上，并使其測量頭7對準被測滾子I的球基面y ；
[0027]4.在輪廓儀6上直接測量偏轉角F所對應的測量頭1至夾具2的距離a (AC)，如圖4所示；以及
[0028]5.用該距離a的數值換算成曲率半徑SR。
[0029]其中，曲率半徑SR根據以下公式計算得到:SR=( Dw/2-⑶S(0Q )* COS (F。)*a)/ SIN(0° - F。)。
[0030]現結合圖4具體說明曲率半徑SRl推導換算如下:
[0031]1.過測量點A作圓錐滾子的中心線的垂線，交中心線點E ;
[0032]2.過測量點A作圓錐滾子素線的垂線，交素線點D ;
[0033]3.過點D作EA的延長線的垂線，交延長線點B ；
[0034]4.點C為滾子外徑公稱直徑點；
[0035]5.圓錐滾子的半角為0° ；
[0036]6.F角為偏轉角；
[0037]7.SR為被測滾子的球半徑；
[0038]8.P點為球中心點。
[0039]由圖4可得到:
[0040]AC=a (測量數值)
[0041]在直角三角形AFD中，角CAF=F °得:
[0042]AD=COS (F。)*a;
[0043]又在直角三角形ABD中角BAD=::。得:
[0044]
【權利要求】
1.一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置，包括一個輪廓儀，其特征在于，還包括測量夾具、正弦規、標準量塊、基座；其中輪廓儀安裝在基座上，正弦規的一端直接置于基座上表面，正弦規的另一端通過安放其下方的標準量塊置于基座的上表面上，標準量塊使正弦規抬高以傾斜成與基座表面成一個等于滾子偏轉角F的角度，測量夾具安裝于正弦規上，用于夾持被測定的圓錐滾子。
2.根據權利要求1所述的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置，其特征在于，所述滾子偏轉角設置成確保輪廓的切點在被測基面的中心附近，以便于數據的讀取。
3.根據權利要求2所述的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置，其特征在于，當圓錐滾子全角為3°?4°，左右偏轉角F采用0° 30';當滾子全角在4°?5。，左右偏轉角F采用0° 45'。
4.根據權利要求1所述的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量裝置，其特征在于，所述輪廓儀是型號為Mahr Marsurf cdl20的輪廓儀。
5.一種圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量方法，其特征在于，采用權利要求1至4之任一項所述的測量裝置實施，所述測量方法包括: 使正弦規的一端直接置于基座平面上，在正弦規的另一端墊上量塊，使正弦規平面與基座平面成F度的角度； 將被測圓錐滾子安裝在測量夾具上，并保持滾子的外徑表面與夾具面貼緊； 將輪廓儀安裝在基座上，并使其測量頭對準被測滾子的球基面； 在輪廓儀上直接測量偏轉角F所對應的測量頭至夾具的距離a ;以及 用該距離a的數值換算成曲率半徑。
6.根據權利要求5所述的圓錐滾子球基面曲率半徑的精確測量方法，其特征在于，所述曲率半徑根據以下公式計算得到:SR=( Dw/2- COS (o° )* COS (F° )*a)/ SIN(0° - F° )其中，SR為被測滾子的球半徑，Dw為滾子大端球冠的直徑，o。為圓錐滾子的半角，F為偏轉角，a為測量頭的測量數值。
【文檔編號】G01B21/20GK103727916SQ201410029572
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】周立民, 李蜀紅, 沈文亮 申請人:上海通用軸承有限公司
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