一种快速即时测算齿轮参数的工具的制作方法

1.本发明涉及齿轮测量工具技术领域，尤其涉及一种快速即时测算齿轮参数的工具。


背景技术：

2.齿轮是目前机械系统中最常用的传动件，生产使用的基数极大。由于各种原因，常需对齿轮进行测量。目前齿轮测绘工作一般需要齿轮设计人员到达设备现场或者将需测绘齿轮运至齿轮厂家。这两种方法都需要较大的时间成本及交通成本。同时专业的齿轮测绘人员测绘时，一般是在现场测量及记录数据，之后再计算校核这些数据。也就是说测绘与校核数据并不是同步进行，并不能即时发现测绘数据的疏漏和错误。
3.目前，工业应用中绝大部分机械设备中采用的是渐开线齿轮，在测绘渐开线齿轮时，最关注的参数是齿轮的模数、齿数、压力角。根据实践经验，采用测量多个公法线，推算模数及压力角的方法精度最高，实用范围也很广。然而，传统的计算工具仅能够计算待测部件的长度，针对渐开线齿轮模数、压力角的计算，现有技术中并没有针对性的工具。
4.因此，为了解决上述技术问题，需要提供一种快速即时测算齿轮参数的工具。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种快速即时测算齿轮参数的工具。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种快速即时测算齿轮参数的工具，所述工具包括：
8.计算尺，所述计算尺构造为长条状，并沿长度方向设置有一根或多根刻度线，其中，所述刻度线包括主刻度线和从刻度线，所述主刻度线对应于齿轮的公法线数值，所述从刻度线对应于齿轮模数或者径节；
9.游标，所述游标能够沿所述计算尺的长度方向移动，所述游标设置有主指针和副指针，其中，所述主指针对应所述主刻度线，所述副指针对应所述从刻度线，根据所述刻度线的坐标类型的不同，所述主指针和所述副指针在所述计算尺的长度方向可以重合，也可以相距特定的距离；
10.所述计算尺上的所述主刻度线和所述从刻度线相互平行，其中，所述主指针和所述副指针构造为长条状，并能够在所述计算尺的长度方向上的预定位置同时标识所述计算尺上的所述主刻度线以及所述从刻度线。
11.可选地，渐开线齿轮公法线与模数或压力角之间存在换算关系，所述主刻度线与所述从刻度线具有对应于所述换算关系的特定的对应关系，或者，所述主刻度线、所述从刻度线、所述主游标指针、所述副游标指针之间具有对应于所述换算关系的对应关系，从而实现输入公法线测量结果即可直接估算出对应渐开线齿轮的模数与压力角。
12.可选地，所述计算尺可以是整体，也可以拆分为主尺和副尺，其中，当所述计算尺
拆分为主尺和副尺时，可以通过主尺与副尺的相对运动实现渐开线齿轮公法线求差的功能，当所述计算尺是整体时，制造简单成本更低，但是需要手动计算渐开线齿轮相邻公法线的差值。
13.可选地，所述计算尺上可以设置多个所述从刻度线以对应不同的压力角、模数或者径节；或者所述游标上设置多个所述副指针以对应不同的压力角、模数或者径节。
14.可选地，刻度线的规格既可以是线性坐标，也可以是非线性坐标。
15.本发明技术方案的主要优点如下：
16.本发明提供的工具可用于测绘齿轮，在测绘齿轮时，能有效帮助齿轮测绘人员即时快速直观的确定齿轮参数，以及复核测量数据的正确性，同时也能让非齿轮从业人员独立完成齿轮的测绘工作，有效地提高了测绘工作效率与可靠性。同时，该工具操作简单，结果直观，制造成本较低，具有极强的推广价值。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为根据本发明的第一实施方式中快速即时测算齿轮参数的工具的结构示意图；
19.图2为图1中所示工具的局部放大图；
20.图3为根据本发明的第二实施方式中快速即时测算齿轮参数的工具的结构示意图；
21.图4为图3中所示工具的局部放大图；
22.图5为根据本发明的第三实施方式中快速即时测算齿轮参数的工具的结构示意图；
23.图6为图5中所示工具的局部放大图。
24.附图标记说明：
25.1：主尺/计算尺2：副尺3：游标
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
28.如图1至图6所示，在根据本发明的实施方式中提供了一种快速即时测算齿轮参数的工具，该工具可以用于测绘渐开线齿轮，也可以用于测绘其他类型的齿轮，在测绘的过程中，操作简单，结果直观，同时该工具的制造成本较低。非齿轮从业人员可以借助该工具独立进行齿轮测绘工作，专业齿轮测绘人员则可以节省测绘成本，同时有效提高齿轮测绘效率。
29.根据本发明的快速即时测算齿轮参数的工具包括：计算尺、游标。
30.其中，计算尺构造为长条状，并沿长度方向设置有一根或多根刻度线，其中，刻度线包括主刻度线和从刻度线，主刻度线对应于齿轮的公法线数值，从刻度线对应于齿轮模数或者径节；
31.游标能够沿计算尺的长度方向移动，游标设置有主指针和副指针，其中，主指针对应主刻度线，副指针对应从刻度线，根据刻度线的坐标类型的不同，主指针和副指针在计算尺的长度方向可以重合，也可以相距特定的距离；
32.计算尺上的主刻度线和从刻度线相互平行，其中，主指针和副指针构造为长条状，并能够在计算尺的长度方向上的预定位置同时标识计算尺上的主刻度线以及从刻度线。
33.可以理解，计算尺上设置的刻度线的数量不限，当刻度线的数量为一根时，主刻度线和从刻度线分别位于刻度轴线的两侧，当刻度线的数量为至少两根时，其中一根为主刻度线，其余的为从刻度线，而且，主刻度线和从刻度线相互平行。在实际测算时，齿轮的公法线数值对应在主刻度线上标识，齿轮模数或者径节对应在从刻度线上标识。
34.而且，主指针和从指针均能够在计算尺的长度方向上移动，它们可以在计算尺的长度方向上的同一个位置同时标识主刻度线以及从刻度线，也可以相距特定的距离在计算尺的长度方向上标识主刻度线以及从刻度线。
35.进一步地，为了保证主刻度线和从刻度线之间的位置相互对应，渐开线齿轮公法线与模数或压力角之间存在换算关系，主刻度线与从刻度线具有对应于换算关系的特定的对应关系，或者，主刻度线、从刻度线、主游标指针、副游标指针之间具有对应于换算关系的对应关系，从而实现输入公法线测量结果即可直接估算出对应渐开线齿轮的模数与压力角。
36.此外，计算尺可以是整体，也可以拆分为主尺和副尺，其中，当计算尺拆分为主尺和副尺时，可以通过主尺与副尺的相对运动实现渐开线齿轮公法线求差的功能，当计算尺是整体时，制造简单成本更低，但是需要手动计算渐开线齿轮相邻公法线的差值。
37.为了实现更多压力角的标识，计算尺上可以设置多个从刻度线以对应不同的压力角、模数或者径节；或者，游标上设置多个副指针以对应不同的压力角、模数或者径节。
38.在标识时，刻度线的规格既可以是线性坐标，也可以是非线性坐标。
39.为了进一步地说明本发明中的工具，以下通过三个具体的实施方式做详细的描述。
40.如图1和图2所示，在第一实施方式中，计算尺拆分为主尺1和副尺2，副尺2能够沿主尺1的长度方向相对于主尺1移动，而且，游标3上的主指针和副指针构造为整体，形成为一个长条状的指针，该指针能够在主尺1的长度方向上的预定位置同时标识主尺1上的主刻度线以及副尺2上的从刻度线。
41.可以理解，副尺2能够相对于主尺1在左右方向上做相对运动，指针则可以在主尺1和副尺2上运动。主尺1上刻度的最小单位为毫米，以对应渐开线齿轮公法线。每种压力角一般对应存在两条坐标轴，即一条模数制坐标轴，一条径节制坐标轴。副尺2上的从刻度线可以根据渐开线齿轮公法线与模数或压力角之间存在换算关系计算得出。
42.进一步地，副尺2上设置有至少两个从刻度线，该从刻度线包括对应于至少一个压力角的模数制坐标轴和对应于至少一个压力角的径节制坐标轴，模数制坐标轴和径节制坐
标轴相互平行。
43.例如，在本实施方式中，副尺2上设置有四个从刻度线，该四个从刻度线包括对应于三个不同压力角的模数制坐标轴和对应于一个压力角的径节制坐标轴，三个模数制坐标轴和一个径节制坐标轴相互平行。
44.具体而言，图1和图2的副尺上设置有20
°
、25
°
、14.5
°
压力角所对应的模数制坐标轴以及20
°
压力角所对应的径节制坐标轴。当然，在其他实施方式中，如果需增加测量范围，可以增加其他从刻度线。
45.在使用该工具测绘齿轮的模数时，可以先使用其他工具测得目标齿轮相邻跨齿数的公法线值，然后将副尺2的原点坐标与主尺1的毫米刻度线上对应于第一条公法线wk1的数值的位置处对齐，再将游标3的指针与主尺1的毫米刻度线上对应于第二条公法线wk2的数值的位置处对齐，此时，指针在副尺2上所标识的坐标即是该齿轮模数(径节)。
46.例如，目标齿轮的跨齿数为3时，实测的公法线值为63.22，跨齿数为4时，实测的公法线值为86.81，可以将副尺的原点坐标与主尺的毫米刻度线上数值为63.22的位置对齐，在将游标的指针与主尺的毫米刻度线上数值为86.81的位置对齐，此时，查看指针在副尺上压力角为20
°
的模数制坐标轴所标识的位置，指针标识的数值为8，则当前目标齿轮的模数为8。
47.如图2所示，在一次实测的数据中，某厂炼钢设备齿轮数据：跨齿数k＝10，第一条公法线wk＝235.48；跨齿数k＝11，第二公法线wk＝259.06。将公法线对齐后，由图2可见：压力角为20
°
时，模数为8。
48.可以理解，在计算模数时，需要将两个公法线值作差，当刻度线的长度不够并且百位或者千位等高位的数字相同时，可以忽略百位或者千位等相同位数的数字，例如，第一条公法线wk＝235.48，第二公法线wk＝259.06时，则可以忽略百位的数字2，即可以视第一条公法线wk＝35.48，第二公法线wk＝59.06。
49.如图3和图4所示，在根据本发明的第二实施方式中，计算尺1是一个整体，刻度线的数量为一根，主刻度线和从刻度线采用对数坐标，分别位于刻度轴线的两侧。游标3包括依次连接的主指针、连接段和副指针，主指针沿计算尺1的宽度方向延伸以用于标识主刻度线，副指针沿计算尺1的宽度方向延伸以用于标识从刻度线，连接段沿计算尺1的长度方向延伸，以用于固定连接主指针和副指针。
50.可以理解，该计算尺1的表面存在一条刻度轴线，刻度轴线的一侧绘制有主刻度线，另一侧绘制有从刻度线。游标3两端的主指针和副指针均沿该整体的宽度方向延伸，主指针用于标识主刻度线，副指针用于标识从刻度线，也就是说，主指针用于标识基节，副指针用于标识不同压力角下的模数或径节。
51.而且，游标上设置多个副指针，多个副指针分别对应于不同的压力角。
52.例如，在本实施方式中，游标上设置三个副指针，该三个副指针分别对应于三个不同的压力角。具体而言，该三个副指针沿上述轴线的长度方向依次设置，例如，如图4所示，该三个副指针所对应的压力角分别为14.5
°
、20
°
、25
°
。
53.在使用该工具测绘齿轮的模数时，可以先使用其他工具测得目标齿轮相邻跨齿数的公法线值，并将两公法线值相减求得基节，然后将主指针与毫米刻度线上对应于所求基节的数值处对齐，副指针在模数制坐标轴(或径节制坐标轴)上所标识的坐标即是该齿轮模
数(径节)。
54.如图4所示，所求基节的值为23.59，此时，副指针与压力角20
°
、模数8的位置对齐，则当前目标齿轮的模数为8。
55.如图5和图6所示，在根据本发明的第三实施方式中，计算尺1也是一个整体，计算尺1上的主刻度线和从刻度线相互平行，本实施方式中的游标3与第一实施方式中的游标的结构类似，主指针和副指针构造为整体并形成为一个长条状的指针，该指针能够在计算尺1的长度方向上的预定位置同时标识主刻度线和从刻度线。
56.可以理解，本实施方式中的计算尺1为一个固定的整体，与第二实施方式的不同之处在于，主刻度线和从刻度线并不共用同一个刻度轴线，主刻度线和从刻度线间隔并平行设置，由此，指针能够在计算尺1长度方向上的预定位置同时标识基节和模数或径节。
57.计算尺1上设置有至少两个从刻度线，该从刻度线对应于至少一个压力角的模数制坐标轴和对应于至少一个压力角的径节制坐标轴，模数制坐标轴、径节制坐标轴均与主刻度线相互平行。
58.例如，在本实施方式中，计算尺1上设置有对应于三个不同压力角的模数制坐标轴和对应于一个压力角的径节制坐标轴，三个模数制坐标轴、一个径节制坐标轴均与主刻度线相互平行。示例性地，如图6所示，计算尺1整体上刻制有五个间隔设置并相互平行的坐标轴，其依次为：毫米刻度线、三个模数制坐标轴、一个径节制坐标轴。三个模数制坐标轴分别对应的压力角依次为20
°
、25
°
、14.5
°
，径节制坐标轴所对应的压力角为20
°
。
59.在使用该工具测绘齿轮的模数时，可以先使用其他工具测得目标齿轮相邻跨齿数的公法线值，并将两公法线值相减求得基节，然后将指针与主刻度线上对应于所求基节的数值处对齐，此时，指针在模数制坐标轴(或径节制坐标轴)上所标识的坐标即是该齿轮模数(径节)。
60.如图6所示，所求基节的值为23.59，当指针位于计算尺1的毫米刻度线上数值为63.22的位置时，此时，指针同时与压力角20
°
、模数8的位置对齐，则当前目标齿轮的模数为8。
61.由此，本实施方式中提供的快速即时测算齿轮参数的工具具有以下优点：
62.本实施方式中提供的工具可用于测绘齿轮，在测绘齿轮时，能有效帮助齿轮测绘人员即时快速直观的确定齿轮参数，以及复核测量数据的正确性，同时也能让非齿轮从业人员独立完成齿轮的测绘工作，有效地提高了测绘工作效率与可靠性。同时，该工具操作简单，结果直观，制造成本较低，具有极强的推广价值。
63.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。