УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ОТ ОПОРНОГО ТОРЦА КОНИЧЕСКОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА ДО ТОЧКИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ОБРАЗУЮЩИХ НАРУЖНОГО И ЗАДНЕГО КОНУСОВ

Устройство для измерения расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего конусов.
Полезная модель относится к области измерительной техники и касается устройств, основанных на механических методах измерения, в частности приспособлений для контроля заготовок конических зубчатых колес.
Заявляемое решение позволяет производить высокоточные измерения на конических шестернях с наружными углами конусов до 105° на плоских конических колесах, в том числе с наружным обратным углом. Данным устройством возможно измерение базовых расстояний не только на обычных конических колесах с ортогональными осями, но и не ортогональными, на цилиндрических шестернях, на плоских конических колесах и колесах с наружным обратным углом, выполненных из любого материала.
Известен зубомер для измерения параметров зуба, содержащий размещенные на корпусе неподвижную и подвижную измерительные губки и отсчетные устройства (Марков А.Л. «Измерение зубчатых колес», Машгиз, 1968 г., с.243-245) - аналог.
Однако данное устройство не обеспечивает необходимой точности измерения, одной из причин этого является отсутствие фиксации зубомера по длине зуба при периодическом измерении толщины зуба в одном и том же поперечном сечении, что необходимо, например, для определения величины износа зуба в процессе эксплуатации.
Известно устройство реализующее способ определения расстояния от базового торца до плоскости, проходящей через общее основание
переднего и заднего конусов заготовки конического колеса (а.с. №1768926, G 01 В 5/24, БИ №38 за 1992 г.) - аналог.
Недостатком данного устройства является его невысокая точность из-за визуального определения положения наконечника, который подводят к вершине пересечения конусов, что приводит к погрешности измерения 0,2-0,4 мм.
Известно устройство для контроля расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего конусов (а.с. №441441, G 01 В 5/20, БИ №32 за 1974 г.) - прототип.
Известное устройство содержит упор, соединенный с вычислительным устройством и элемент фиксации с прижимными поверхностями и пазом. Недостатками известного устройства являются:
- обязательное наличие мерных эталонов, кратным по своей длине через 25 мм, т.к. пределы измерений микрометра от 0-25 мм;
- в серийном производстве сложно получить точность указанных эталонов из-за их конструктивных особенностей;
- зубчатое колесо обязательно должно быть из материала с магнитными свойствами и, кроме того, невозможно замерять базовое расстояние для зубчатых конических колес из материалов не обладающих магнитными свойствами;
- невозможно измерить базовое расстояние на цилиндрических шестернях, на плоских конических колесах и на конических колесах с обратными конусами;
- указанное приспособление требует настройки отдельно вне зубчатого колеса, что приводит к погрешностям при измерении. Замеренное расстояние не отражает истинного размера и требует сложения двух числовых величин.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является расширение диапазона и повышение точности измерений.
Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего конусов содержащем упор, соединенный с вычислительным устройством и элемент фиксации с прижимными поверхностями и пазом, элемент фиксации закреплен на вычислительном устройстве, а прижимные поверхности элемента фиксации выполнены по радиусу.
Радиус может выбираться из соотношения 0,3m≤R≤10m, где m - модуль конического зубчатого колеса.
Элемент фиксации может быть выполнен самоустанавливающимся.
Элемент фиксации может быть дополнительно снабжен элементом крепления, например, винтом.
Заявляемое решение иллюстрируется на фиг.1-4, где на фиг.1 и 2 показаны общие схемы устройства для измерения расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего конусов, на фиг.3 - элемент фиксации с прижимными поверхностями и пазом, на фиг.4 - вид А-А фиг.3.
Заявляемое устройство содержит элемент фиксации 1 с пазом и прижимными поверхностями 2 и 3, выполненными по радиусу R, причем элемент фиксации закреплен на вычислительном устройстве 4, например, линейке 5. Линейка 5 содержит шкалу нониуса 6 и соединена с упором 7 при помощи крепежных элементов, например, винтов 8 и 9, размещенных на корпусе 10 устройства. Элемент фиксации 1 снабжен винтом крепления 11, позволяющим более точно фиксировать элемент фиксации 1 на конической шестерне 12.
В устройстве для измерения расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего
конусов имеется встроенный, выполненный с возможностью перемещения упор 7, причем корпус 10 смонтирован на нониусной штанге, на которой имеется элемент фиксации 1 с вырезом, например 90°.
Заявляемое устройство позволяет достичь заявляемый технический результат в случае если элемент фиксации закреплен на вычислительном устройстве, например, линейке, а прижимные поверхности элемента фиксации выполнены по радиусу.
Радиус может выбираться из соотношения 0,3m≤R≤10m, где m - модуль конического зубчатого колеса.
Если элемент фиксации не закреплен на линейке, то снижается точность измерений за счет искажений измерений несколькими не соединенными друг с другом элементами.
Если прижимные поверхности элемента фиксации выполнены не по радиусу, а по прямой, то точка пересечения конусов не будет проходить через вертикальную ось отверстия в элементе фиксации, что повлечет за собой искажение при измерении базового расстояния. Под отверстием в элементе фиксации понимается часть отверстия образованная внутренней поверхностью элемента фиксации до ее пересечения с прижимными поверхностями.
В случае если R<0,3m, то технологически невозможно, выполнить прижимные поверхности элемента фиксации с точностью, обеспечивающей получение заявляемого технического результата, а если R>10m, то радиус достигает значительных величин, что практически приравнивает его к прямой линии и не позволяет зафиксировать его на измеряемой детали, т.е. не позволяет достичь заявляемый технический результат.
Элемент фиксации может быть выполнен самоустанавливающимся, что обеспечивается его конструкцией, в которой для того чтобы элемент фиксации не выпадал из своего посадочного места с пазом, он имеет
посадку на двух диаметрах d и D (фиг.3) и поддерживается винтом крепления 11.
Измерение расстояния от опорного торца конического зубчатого колеса до точки пересечения образующих наружного и заднего конусов, т.е. так называемого «базового расстояния» (А) на конических шестернях производится следующим образом. Поворачивают винт крепления 11 таким образом, чтобы элемент фиксации 1 имел свободу вращения. Поворачивают винт 8 таким образом, чтобы упор 7 имел свободное перемещение по вертикали и винт 5 - с обеспечением свободного перемещения по горизонтали. Затем упор 7 прикладывается и прижимается к базовой поверхности, например, вручную. Далее, двигая корпус 10 устройства по вертикали и по горизонтали, устанавливают паз элемента фиксации 1 на пересечение конусов. Самоустанавливающийся элемент фиксации 1 закрепляют винтом 11. Закрепляют винты 8 и 9 упора 7 корпуса 10 к линейке 5 со шкалой нониуса 6 и снимают показания. Данным устройством возможно производить измерения не снимая деталь со станка на котором изготавливают коническое зубчатое колесо. Точность измерения зависит от цены деления на шкале нониуса 6 и для обеспечения высокой точности измерений цена деления, как правило, не должна превышать 0,02 мм. Угол между наружным и задним углом, как правило, находится в пределах 80-105°, а ось отверстия, например d=1,5 мм является элементом первоначальных настроек нулевых отметок на шкале нониуса 6, соединенных с корпусом 10. При настройке нулевых отметок в отверстие элемента фиксации вставляется технологический контрольный штифт, измеренный с точностью, например, до 0,002 мм.
Заявляемое решение позволяет повысить качество изготавливаемых конических шестерен, снизить затраты времени и средств при контроле геометрических параметров конических шестерен, сокращает время монтажа шестерен, за счет возможности быстрого и точного измерения базового расстояния широкой номенклатуры конических шестерен.