一种球形角度仪的制作方法

1.本发明涉及机械工程领域，尤其涉及一种球形角度仪。


背景技术：

2.现在机械工程领域的传动轴通常使用万向联轴器、球笼联轴器等联轴器连接，这些连接方式对安装后两连接轴的角度都有一定要求，连接轴的偏心角大于要求角将影响传动，损坏联轴器。
3.因为现在轴端连接方式通常是法兰盘，且法兰盘的半径大于传动轴，不可能直接用角度尺测量两连接轴。现在关于两连接轴的偏心角的测量，通常是用物品垫在连接轴上，避开连接法兰盘，然后用水平尺和卷尺测量两连接轴的高低差，或者用万能角度尺测量角度。这种测量方式极不准确，因为用物品简单地垫高，再用普通测量工具测量，测量的结果偏差很大。另一方面，两连接轴在三维空间相交，其偏心角的方位并没有确定，而现在的测量方式只能测量出某一方位上的偏心角，并不是两连接轴在三维空间中实际的偏心角。为了解决两连接轴偏心角度测量困难的问题，方便测量，故设计一种球形角度仪来测量两连接轴偏心角度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种球形角度仪，本发明解决了现有技术中两连接轴偏心角度测量困难的问题。
5.为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：一种球形角度仪，所述球形角度仪包括测角球和安装在测角球两端的两个平行架；
6.所述测角球包括：
7.测度半球，呈半球型，其半球端面过球心，开有测度半球安装孔，测度半球安装孔的轴心线垂直于半球端面且过测度半球的球心，用于安装核心球托和一个平行架伸缩杆；
8.核心球托，固定安装在测度半球安装孔上，用于保持核心球；
9.核心球，活动安装在核心球托上，与测度半球同球心，作为万向球可在核心球托上活动旋转；
10.核心球支座，固定安装在核心球上，其轴心线过核心球的球心，用于安装标度半球，其上开有伸缩杆安装孔，用于安装另一个平行架伸缩杆；
11.核心球盖，固定安装在核心球托上，用于保持核心球始终在核心球托上；
12.标度半球，固定安装在核心球支座上，部分内嵌在测度半球中，与核心球同球心，其球表面标有经纬标度线，纬线代表测量两轴偏心角度，经线代表两轴偏心角方位；
13.环形水泡仪，固定安装在核心球支座上，用于确定标度半球的正上方向；
14.紧固螺母，固定安装在核心球支座上，用于将标度半球和环形水泡仪紧固安装在核心球支座上。
15.进一步地，所述平行架有两个且结构相同，分别安装在测角球的测度半球安装孔
和伸缩杆安装孔上，其包括：
16.平行架底座，用于安装在被测量的轴上，其v型的结构保证平行架底座与被测量的轴平行；
17.四个底座轮，固定安装在平行架底座的四角上，同侧两底座轮同轴线，同端两底座轮平行，使平行架底座平行于被测量的轴且可转动；
18.两根捆扎带，固定安装在平行架底座的两端，，用于将平行架底座捆绑在被测量的轴上；
19.两个升降柱，平行固定安装在平行架底座上，用于给升降柱套导向；
20.升降柱套，活动安装在升降柱上，可上下活动升降，另一端固定安装在伸缩杆套上，用于调节伸缩杆套的高度；
21.伸缩杆套，固定安装在两个升降柱套的上端，用于给平行架伸缩杆导向；
22.平行架伸缩杆，活动安装在伸缩杆套内，可平行伸缩活动，另一端固定安装在测度半球安装孔或伸缩杆安装孔上，其轴线与被测量的轴的轴线平行；
23.条式水平仪，固定在伸缩杆套上，用于测量伸缩杆套的水平性。
24.本发明的有益效果是，
25.1、本发明平行架的结构保证了当其捆绑固定在测量轴上时，平行架伸缩杆的轴心线在三维空间平行于被测量轴的轴心线，并且可上下升降和左右伸缩活动调节，所以能避开被测量轴的轴端连接法兰盘等障碍物。同时平行架结构简单稳定，能够轻易实现安装固定，适用于大部分环境。
26.2、测角球的万向球式球形结构灵活方便，可360度自由旋转测量，以及独特新颖的测量读数方式可以方便精确地测出安装在其两侧测度半球安装孔和伸缩杆安装孔里的两轴在三维空间中的偏心角，同时还能准确知道偏心角在空间中的方位。
27.3、因为平行架伸缩杆的轴心线平行于测量轴轴心线，所以测角球测出的角度即是两被测量轴的偏心角，测量方便且精确，并且还能够测量出两被测量轴的偏心角方位。
附图说明
28.图1是本发明实施例一种球形角度仪正面结构简图；
29.图2是本发明实施例中测角球剖视结构简图；
30.图3是本发明实施例中平行架正面结构简图；
31.图4是本发明实施例中平行架侧面结构简图；
32.图5是本发明实施例一种球形角度仪实际测量简图；
33.图6是本发明实施例实际测量时测角球读数示意简图；
34.图中：1-测角球；2-平行架；3-电机轴；4-万向轴；11-测度半球；111-半球端面；112-测度半球安装孔；12-核心球托；13-核心球；14-核心球支座；141-伸缩杆安装孔；15-核心球盖；16-标度半球；161-经纬标度线；17-环形水泡仪；18-紧固螺母；21-平行架底座；22-底座轮；23-捆扎带；24-升降柱；25-升降柱套；26-伸缩杆套；27-平行架伸缩杆；28-条式水平仪。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描写，所述实施例为本发明部分实施例。基于发明专利中的实施例，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，都属于本专利保护的范围。
36.如图1和图2所示，本发明实施例提供一种球形角度仪，所述球形角度仪包括：测角球1，平行架2；所述测角球1可360度旋转测量安装在其两侧测度半球安装孔112和伸缩杆安装孔141里的两轴在三维空间中的偏心角，以及偏心角在空间中的方位；所述平行架2有两个，通过平行架伸缩杆27分别安装在测角球1两端的测度半球安装孔112和伸缩杆安装孔141上，平行架2上的平行架伸缩杆27可上下升降调节且轴心线在三维空间平行于被测量轴的轴心线；由以上技术方案可知，因为平行架伸缩杆27的轴心线在三维空间平行于被测量轴的轴心线，所以两个平行架2上的平行架伸缩杆27所形成的偏心角等于两被测量轴所形成的偏心角，且在空间中的方位一样。又因为平行架伸缩杆27可上下升降调节，所以两个平行架伸缩杆27所相交处可避开轴端连接法兰盘，从而方便进行角度测量。故测角球1所测出的角度等于两被测量轴所形成的偏心角，测角球1所测出的偏心角方位也和两被测量轴所形成的偏心角方位一致。
37.如图2和图6所示，所述测角球1包括：测度半球11；核心球托12；核心球13；核心球支座14；核心球盖15；标度半球16；环形水泡仪17；紧固螺母18；所述测度半球11呈半球型，半球端面111过球心，其上有测度半球安装孔112，安装孔的轴心线垂直于半球端面111且过球心，用于安装核心球托12和平行架伸缩杆27；核心球托12固定安装在测度半球安装孔112上，用于保持核心球13；核心球13活动安装在核心球托12上，与测度半球11和标度半球16同球心，作为万向球可在核心球托12上活动旋转；核心球支座14固定安装在核心球13上，其轴心线过核心球13的球心，用于安装标度半球16，其上有伸缩杆安装孔141，用于安装平行架伸缩杆27；核心球盖15固定安装在核心球托12上，用于保持核心球13始终在核心球托12上；标度半球16固定安装在核心球支座14上，部分内嵌在测度半球11中，与核心球13同球心，其球表面标有经纬标度线161，纬线代表测量两轴偏心角度，经线代表两轴偏心角方位；环形水泡仪17固定安装在核心球支座14上，用于确定标度半球16的正上方向；紧固螺母18固定安装在核心球支座14上，用于将标度半球16和环形水泡仪17紧固安装在核心球支座14上。
38.测度半球11、核心球13和标度半球16都同球心，测度半球11外圆壳部分覆盖在标度半球16的球表面，当测度半球安装孔112和伸缩杆安装孔141同轴心线且无偏心时，半球端面111刚好和经纬标度线161的0度纬线重合，代表偏心角为0度，两轴夹角180度。当测度半球安装孔112和伸缩杆安装孔141有偏心时，如偏心5度，此时半球端面111会和经纬标度线161的5度纬线相切，代表偏心角为5度，两轴夹角175度，而相切点所在的经线度数就代表偏心角的方位。
39.如图3和图4所示，所述平行架2包括：平行架底座21；底座轮22；捆扎带23；升降柱24；升降柱套25；伸缩杆套26；平行架伸缩杆27；条式水平仪28；所述平行架底座21用于安装在被测量的轴上，其v型的结构保证平行架底座21与测量轴空间平行；底座轮22固定安装在平行架底座21上，每个平行架底座21在其四角上安装有4个底座轮22，同侧两底座轮22同轴线，同端两底座轮22平行，可使平行架底座21平行于测量轴且可转动；捆扎带23固定安装在平行架底座21上，每个平行架底座21在其两端安装有两根捆扎带23，用于将平行架底座21
捆绑在测量轴上；升降柱24固定安装在平行架底座21上，每个平行架底座21上平行安装有两个升降柱24，用于给升降柱套25导向；升降柱套25活动安装在升降柱24上，可上下活动升降，另一端固定安装在伸缩杆套26上，用于调节伸缩杆套26的高度；伸缩杆套26固定安装在两个升降柱套25的上端，用于给平行架伸缩杆27导向；平行架伸缩杆27活动安装在伸缩杆套26内，可平行伸缩活动，另一端固定安装在测度半球安装孔112或伸缩杆安装孔141上，其轴线与测量轴的轴线空间平行；条式水平仪28固定安装在伸缩杆套26上，用于测量伸缩杆套26的水平性。
40.平行架底座21的v结构以及底座上的4个底座轮22使得平行架底座21平行于被测量轴的轴心线，双平行的升降柱24和升降柱套25又保证了伸缩杆套26在升降过程中始终平行于平行架底座21，故伸缩杆套26内的平行架伸缩杆27始终平行于被测量轴的轴心线。因为升降柱套25和平行架伸缩杆27在升降柱24和伸缩杆套26上可活动升降或伸缩，故平行架伸缩杆27前段的测量头可轻松避开被测量轴的轴端连接法兰盘。
41.此方案的优点是平行架2的可升降和伸缩功能，能够轻松避开被测量轴的轴端连接法兰盘，而测量两轴的偏心角。测角球1的万向球结构以及经纬标度线使得测角球1可测量两连接轴在空间中的任意方位上的偏心角，以及偏心角所在的方位。
42.球形角度仪在实际测量两连接轴的过程如图5和图6所示。传动轴3与万向轴4通过法兰盘连接，现需要测量传动轴3与万向轴4之间的偏心角是否在标准要求15度的范围内。首先将球形角度仪一侧的平行架底座21通过捆扎带23捆绑在传动轴3上，适当调节升降柱套25和平行架伸缩杆27，然后将另一侧的平行架底座21通过捆扎带23捆绑在万向轴4上，此时可以通过观察条式水平仪28查看传动轴3和万向轴4是否水平。之后旋转标度半球16使经纬标度线161的经线0度与环形水泡仪17的气泡共线，即表示经线0度为水平正上方。之后便可以开始读数了，测度半球11的半球端面111与标度半球16上经纬标度线161的5度纬线相切，代表传动轴3与万向轴4之间偏心角为5度，两轴夹角175度，而相切点所在的经线度数为0度，代表传动轴3与万向轴4之间偏心角的方位在水平正上方。此传动轴3与万向轴4的连接偏心角为5度，在标准要求15度的范围内，满足要求。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。