數(shù)顯回轉面鍵槽對稱度檢測裝置的研制——軸上鍵槽對稱度檢測裝置的研制說明書

1、目 錄內容摘要1正文21. 測量原理.22. 卡尺結構.33. 卡尺各零部件的具體設計與選擇.54. 卡尺所需各聯(lián)接件及調整件的選擇.125. 卡尺各配合件配合尺寸的選擇及精度分析.136. 卡尺的使用及優(yōu)點147. 卡尺使用時的注意事項.158. 結束語.169. 參考文獻.1610.謝 辭.17數(shù)顯回轉面鍵槽對稱度檢測裝置的研制軸上鍵槽對稱度檢測裝置的設計 厲衛(wèi)岳 機制ZSB031班摘 要：軸上鍵槽對稱度是影響聯(lián)接的一個重要參數(shù)，軸上鍵槽對稱度時影響鍵聯(lián)接的一個重要參數(shù)，塔直接影響著傳動組件對扭矩和運動的傳遞，進而影響著整臺設備的精度和壽命。因此，如何保證鍵槽對軸線的對稱度就顯得尤為重要。

2、已經(jīng)有多種檢測軸上鍵槽的方法，但是已有的方法大都被動，間接。為了實現(xiàn)從間接測量到直接測量，從被動測量到主動測量的轉變，我們特設計了一種新型的軸上鍵槽對稱度專用游標卡尺數(shù)顯軸上鍵槽對稱度檢測尺。關鍵詞：鍵槽對稱度 檢測 誤差 結構設計 Abstract：On axle, keyway symmetry is a important parameter that affects coupling , On axle keyway symmetry a important parameter that affects key coupling，Tower direct influence trans

3、mission assembly for torque and sport transmit , And then affect life and the precision of equipment. Therefore， how to guarantee that keyway looks particularly important for the symmetry of axis. Have had the method of keyway on various detection axle, but already some method mostly awkwardness, in

4、direct. To realize from indirect measurement to direct measure, From passive measure to the change of active measure, We ad hoc have summed a kind of new axle the last keyway symmetry sliding gage for special purposeNumber shows the keyway symmetry detection on axle ruler.Keyword: Keyway Symmetry De

5、tection Error Structural design鍵槽對稱度是影響鍵聯(lián)接的一個重要參數(shù)，它直接影響著傳動元件對扭矩和運動的傳遞，進而會影響到整臺設備的精度和壽命。因此，如何保證鍵槽對軸線的對稱度就顯得尤為重要。在軸上鍵槽加工中，已有多種檢測軸上鍵槽的方法。但是在已有的方法中，對鍵槽對稱度的測量和控制要么只能定性測量，無法定量測量；要么精度低，程序復雜不利于現(xiàn)場操作。如用鍵槽對稱度塞規(guī)檢測，這種測量不能測出具體的誤差值，且測量測量只能在加工后進行，屬被動測量，因此只能夠剔除廢品，而不能避免廢品，對加工不具有指導意義。又如平板，定位塊，分度頭，帶指示器的測量架測量法，需要反復調轉工件和

6、找正，操作復雜，然后將測量值代入公式進行計算，屬間接測量，而間接測量的精確度將取決于有關參數(shù)測量的精確度，并與所依據(jù)的計算公式有關。為了實現(xiàn)從間接測量道直接測量，從被動測量到主動測量的轉變，我們特設計了一種新型的軸上鍵槽對稱度專用游標卡尺數(shù)顯軸上鍵槽對稱度檢測尺。1 測量原理 圖1.1 結構簡圖對稱度時用于控制被測要素于基準要素之間對稱于中心平面（或中心線 軸線）的共面（或共線）性要求。數(shù)顯軸上鍵槽對稱度檢測尺的V型塊16上的兩側面對稱中心面，以及小卡尺體兩卡爪20，23工作面的對稱中心面與其上的“0”刻度線對齊；大卡尺的兩卡爪工作面的對稱中心面與其上的“0”刻度線重合。測量時，在軸的橫截面內

7、，V型塊的定位基準是孔的中心線，小卡尺兩卡爪的定位基準是鍵槽的對稱中心面。若鍵槽存在不對稱誤差，卡爪上的游標4會在主尺9上相對移動。主尺和游標“0”2 卡尺結構卡尺結構如圖2.1和圖2.2中所示。卡尺有兩部分組成：V型塊體部件與小卡尺體。這兩部分可以進行組合與拆分。其中小卡尺體上有一向導尺，V型塊體主尺是向導尺上粘有磁性貼片，此向導尺與小卡尺體上的副尺進行配合，使得小卡尺可以沿著向導尺來回移動，測的偏差值。根據(jù)被測量工件孔徑的大小T型滑塊沿V型塊上的T型槽上下移動到合適的位置。小卡尺主要有滑尺，齒條，齒輪，卡爪，液晶數(shù)字顯示儀等組成?；呖裳刂鞒邅砘鼗瑒樱呦虏坎贾糜幸粋€箱座，用于安裝齒條

8、、齒輪和卡爪，為了便于裝配，箱座上設計了蓋板。箱座里安裝齒條、齒輪、左卡爪、右卡爪、旋鈕、調整墊片等組成。齒輪旋轉，倆側齒條向相反方向運動。裝配時，左、右卡爪通過其上的齒條部分分別于齒輪的上、下粘合，齒輪兩端的軸頸須裝在滑尺和蓋板的孔里，同時，讓左卡爪上下端面靠在滑尺的側壁上，用以限制卡爪繞齒輪旋轉的自由度，并使卡爪可在主尺上靈活滑動，并通過一組調整墊片保證梁卡爪對稱中心與游標“0”刻線對齊。兩卡爪下部較薄，處于同一豎平面內（與普通游標卡尺的外徑測量卡爪結構相似），這樣測量時，兩卡爪的測量面能準確與孔徑重合。旋鈕通過半圓截面與齒輪固定，通過轉動旋鈕可使兩卡爪分別沿主尺向中間或兩側同步移動。滑尺

9、部件可以在主尺上滑動。通過緊定螺釘可調整游標鑲條與主尺間的間隙，保證二者配合度，滑動靈活。為了讀數(shù)方便，滑尺上有鎖緊螺釘。圖2.1 檢測尺外形 檢測尺結構圖V型塊體部件主要由主尺、V型塊、T型滑塊組成。V型塊上開有T型槽，用來T型滑塊在V型塊上上下移動。主尺固定在T型滑塊上，隨T型滑塊在V型塊上上下移動。主尺上的“0”刻線與V型塊中心重合。V型塊的尺寸要嚴格保證，與V型塊上的T型槽配合加工。在V型塊的左T型槽端有限位螺釘，防止主尺脫離V型塊。在T型滑塊下面裝有扁彈簧，用來調節(jié)T型滑塊與V型塊間的摩擦力，保證T型滑塊在V型塊上運動自如。3 卡尺各零部件的具體設計與選擇3.1 主尺參考普通游標卡尺

10、主尺的長、寬、厚來選取大卡尺主尺規(guī)則。普通游標卡尺的主尺寬約1416mm，厚約34mm，則初定主尺的寬度為16mm，厚度為3mm，其長度應由大卡尺游標及大卡尺絲桿套件的設計最終決定。而游標與V型塊的設計又與所測工件的最大孔徑有關，本課題要求的最大孔徑為，則暫定大卡尺主尺長度為105mm。因主尺要與T型滑塊配合，其上應有四個銷釘孔和兩個螺絲孔，此銷釘?shù)闹睆綖?，螺絲選用M2，GB818-85。同普通游標卡尺主尺一樣，主尺選用不銹鋼（3Cr13）加工。主尺具體形狀參見圖3.1與尺寸參見零件圖09。圖3.1 主尺3.2 鑲條鑲條在游標卡尺中的位置是處于大卡尺游標與主尺之間，通過緊定螺釘可調游標鑲條與主

11、尺間的間隙，從而保證二者配合度，滑動靈活。鑲條的長度應與游標的長度一致，初定鑲條的長度為50mm，鑲條的寬度應與主尺的厚度一致，則寬度為mm，另鑲條厚度為1mm。鑲條的材料為黃銅，標準為GB1176-7406。圖3.2 鑲條3.3 數(shù)字顯示器 其上顯示的數(shù)值即為孔內鍵槽的對稱度誤差值。在此采用液晶數(shù)顯儀，以無錫某廠生產(chǎn)的液晶顯示儀為例，大致介紹其主要特點：(1) 可與柵數(shù) 顯示量具（卡尺，指示表等）相連接，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的異地顯示；(2)可在數(shù)顯儀上直接操作置零，快慢顯示選擇，公英制轉換等測量功能；(3) 斷電后能完整保存測量數(shù)據(jù)；(4) 磁性后板可任意吸附于方便觀察的適當位置；(5) 技術參數(shù)

12、：顯示范圍：+, 39分辨力：/ 電源供電方式有兩種：(1) LR03型7號鈕扣電池1粒。 (2) 用一個外接電源供電，供電電壓為3V，信號連接線長度：。如圖3.2所示。圖3.3 數(shù)字顯示器3.4 滑尺滑尺是游標的一部分，它通過緊盯螺釘與游標聯(lián)成一體，形成一“T”型框架，再與主尺配合。游標壓板的長度取決于游標的長度，也即等于鑲條的長度為56mm，寬度為44mm，“梯形的上底”（即裝定螺釘?shù)囊幻妫╅L度為。壓板厚度為2mm。其材料也是不銹鋼（3Cr3）,壓板的具體形狀參見圖3.4，尺寸參見零件圖19。 圖3.4 滑尺3.5 旋鈕 手輪形狀為圓柱形，外表面加滾花。手輪直徑為，厚度為6mm，其上下面中

13、部有一直徑為，是與齒輪配合，仔細查看，會發(fā)現(xiàn)與齒輪配合的孔為半圓孔，這樣可以避免用螺釘或銷釘固定的不利，尺寸太小，安裝方便。手輪的材料為ABS，具體形狀參見圖3.5，尺寸參見零件圖15。圖3.5 旋鈕3.6 T型滑塊 T型滑塊是數(shù)顯軸上鍵槽對稱度檢測尺的重要部件，它的精度直接影響檢測尺的測量精度，所以它在V型塊上的運動要保證和V型塊中心面的平行度及縱向的竄動，綜合考慮各因素，采用在V型塊開T型槽，以左側T型槽為基準開右側T型槽。T型滑塊配合T型槽進行加工，T型滑塊與T型槽的配合采用基孔制H7/g6（間隙很小的滑動配合，用于不希望自由轉動，但可自由移動和滑動并緊密定位時，也可用于要求明確的定位配

14、合）。T型滑塊長度為24mm，寬為10mm，高為10mm，在T型滑塊頂部開方槽用于和主尺的配合，T型滑塊和主尺的聯(lián)結用兩枚 mm的銷釘和一枚 M2×8 mm 。材料為45鋼。圖3.6 T型滑塊3.7 齒輪、齒條考慮到兩卡爪傳動的對稱準確性，我們采用齒輪齒條傳動機構，因卡尺的可利用空間有限，選取齒輪的模，齒條的模數(shù)。分度圓直徑齒頂高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑由于齒輪尺寸較小，采用齒輪軸結構，軸頸，直接安裝到滑尺上，采用H8/f7配合。同時齒輪軸直接壓入旋鈕，采用H7/s6配合，考慮小卡尺的結構，定齒條1的長度為25mm，齒條2的長度為36mm。齒輪齒條的材料為45鋼，淬火55-

15、60HRC。具體形狀參見圖3.7、圖3.8、圖3.9，尺寸可參見零件圖17、18、22 。圖3.7 齒輪圖3.8 齒條1圖3.9 齒條23.8 V型塊V型塊是數(shù)顯軸上鍵槽對稱度檢測尺上的重要部件，V型塊的作用是找正旋轉體的軸線，以便與鍵槽對稱中心線對比得出兩者得偏差值。參照機床夾具設計手冊（洛陽工學院編），根據(jù)所測得最大軸經(jīng)為選V型塊的外形尺寸為。V型塊的槽尺寸寬20mm到底邊的距離32mm，根據(jù)計算滿足所測的最小軸頸的定位要求，為V型塊在軸上重心穩(wěn)定，在前面加各臺階。在V型塊的左T型槽端有限位螺釘，防止主尺脫離V型塊。綜合考慮各因素，采用在V型塊開T型槽，以左側T型槽為基準開右側T型槽。T型

16、滑塊配合T型槽進行加工，T型滑塊與T型槽的配合采用基孔制H7/g6（間隙很小的滑動配合，用于不希望自由轉動，但可自由移動和滑動并緊密定位時，也可用于要求明確的定位配合）。V型塊的具體形狀見圖3.10，結構尺寸參見零件圖16，材料為Cr12。滲碳55-60HRC。圖3.10 V型塊左、右兩大卡爪的設計互為“鏡像”。裝配圖上，兩卡爪處于同一豎直平面內，與普通卡尺的外徑測量卡爪結構相似。大卡爪總長為46mm，頂部寬度為4mm，厚度為4mm，頂部還有一深2mm，寬25mm的凹槽，可嵌齒條，由頂部向下2mm處有兩規(guī)格M2×4螺紋孔，用于與齒條的鎖緊與調整?？ㄗΦ南虏浚^部分）設計成圓弧型，用

17、一段R5mm的圓弧連接而成。卡爪的測量面寬1mm，因這個面經(jīng)常用，需要很強的耐磨性，應對其進行淬火處理。兩卡爪的具體形狀見圖3.11，結構尺寸參見零件圖23，卡爪材料：3Cr13。圖3.11 卡爪13.10 卡爪2左、右兩小卡爪的設計也互為“鏡像”，兩卡爪下部較薄，在裝配圖上分別處于前、后兩個平面上（小左卡爪前，小右卡爪后），可以相互迭合（與普通游標尺的內徑測量卡爪結構相似），以便測量寬度較小的鍵槽。小卡爪總長為12mm，頂部寬為4mm，厚度為4mm，同大卡尺一樣，其上也有一寬4mm，深2mm的凹槽，可與齒條配合用。由頂部向下2mm處由兩個規(guī)格為M2×4的螺紋孔，用于與齒條的鎖緊與調

18、整?？ㄗ^部分分幾段圓弧聯(lián)接而成，其中卡頭外沿由R=1mm與R=5mm兩段連接而成。小卡爪的測量面寬度為，這個面也需要進行淬火處理。兩小卡爪的具體形狀見圖3.12，結構尺寸參見零件圖20，材料：3Cr13。圖3.12 卡爪24 卡尺所需各聯(lián)接件及調整件的選擇4.1 游標鑲條與主尺間的間隙調整初選用緊定螺釘，因主尺厚度為3mm，螺釘?shù)拇髲綉∮?mm，參照機械制圖手冊。選取表面氧化的開槽平端緊定螺釘：螺釘 GB73-85 M2×4。又因游標總長為105mm，經(jīng)計算得出，選用4個這種螺釘，這4個螺釘在游標上以鎖緊螺釘為中心，以30mm的間距均勻的分布在兩側。4.2 與主尺的固定為讀數(shù)方

19、便，游標與主尺需要以鎖緊螺釘進行鎖定，此鎖緊螺釘為非標準件。為了保證鎖緊效果，螺釘?shù)哪┒藨耆珘涸谥鞒呱?，即螺釘螺紋規(guī)格應小于M4，取M2。螺釘螺紋部分的長度還應保證又足夠的調節(jié)余量，即此游標頂部刀主尺頂部的距離（5mm）要大，則選取公稱長度L=8mm。為便于手擰，取鎖緊螺釘帽直徑為，厚度為2mm，并在圓周加滾花。4.3 滑尺與游標的連接參考游標壓板的設計并查找機械設計課程設計手冊選取不經(jīng)表面處理的開槽沉頭螺釘：螺釘GB68-85 M2×6，性能等級為級， 經(jīng)計算，所需8個這種螺釘，這個螺釘均勻分布在滑尺表面上。4.4 齒輪與齒條間的軸向竄動調整為了保證齒輪與齒條傳動的精確性和測量結

20、果的精確度，應使齒條相對于齒輪間的軸向竄動誤差小于等于×1/3，這就需要安裝時調整齒輪與齒條的粘合關系，保證齒輪與齒條的分度圓相切?？ㄗι嫌谢ユi螺釘M2×4，左卡爪的頂部有調整墊片。材料黃銅。4.5 齒條與卡爪的固定參考機械設計課程設計手冊選取螺紋規(guī)格M2，公稱長度L=4mm，性能等級為級，不經(jīng)表面處理的開槽沉頭螺釘。標記為：螺釘GBM 2×4每個齒條與卡爪需要2個螺釘，2個軸承共需4個螺釘。4.6 主尺與T型滑塊的固定T型滑塊和主尺的聯(lián)結用兩枚 mm的銷釘和一枚螺紋規(guī)格M2，公稱長度L=2mm，性能等級為級的螺釘，不經(jīng)表面處理的開槽沉頭螺釘。標記為：螺釘GB68

21、-85 M2×8。由于每個T型滑塊需與主尺固定，共有2個頂部螺紋孔，需2個螺釘，共有4個頂部銷釘孔，需4個銷釘。3.7 旋鈕與齒輪的聯(lián)接設計思想是采用半圓壓入聯(lián)結。根據(jù)旋鈕與齒輪的配合，查找機械制圖手冊，選H7/s6配合。5 卡尺各配合件配合尺寸的選擇及精度分析5.1 大卡尺與其相關零部件的配合與精度分析 主尺方孔與向導尺的配合游標卡尺工作時，導向尺穿過主尺方孔，大卡尺沿著導向尺根據(jù)鎖測孔徑大小上下移動。此配合為間隙配合，基孔制，參照互換性與技術測量P.29,表1-24，選定H7/g6，說明：間隙很小的滑動配合，用于不希望自由轉動，但可自由移動和滑動并精密定位的配合；也可用于要求明確

22、的定位配合。 主尺與滑尺的配合滑尺在主尺上來回移動。此配合為基孔制，間隙配合，其配合選用原則與相同，也選定H7/g6。5.2 T型滑塊與T型槽的配合T型滑塊在V型塊上，沿著T型槽移動，此配合為基孔制，間隙配合，其配合選用原則與相同，也選定H7/g6。5.3 軸頸與旋鈕的配合此配合為過渡配合，基孔制，參照互換性與技術測量，選定H7/s6，說明：中等壓入配合，適于一般鋼件，或用于薄壁件的冷縮配合，用于鑄鐵體可得到最緊的配合。5.4 主尺銷孔與銷、T型滑塊銷孔與銷的配合兩個配合均為過渡配合，基軸制。參照互換性與技術測量，選定H7/s6，說明：中等壓入配合，適于一般鋼件，或用于薄壁件的冷縮配合，用于鑄

23、鐵體可得到最緊的配合。5.5 游標卡尺上輪廓尺寸公差游標卡尺上輪廓尺寸公差可參照互換性與技術測量P30，線性尺寸一般公差等級及其極限偏差值表1-2定為自由公差。5.6 精度分析影響量具測量精度的因素有卡尺的制造誤差和測量時操作不當引起的誤差。 (1) V型塊上兩T型槽的平行度誤差10.01/100。(2) 兩卡爪測量面平行度誤差20.01/100。(3) 兩卡爪測量面的表面粗糙度均為a0.6， 平面度均為，卡爪測量面對齒條分度線的垂直度誤差30.01/100。 (4) 齒輪、齒條按級精度制造。(5) 兩齒條分度線在水平面內的距離5 mm。(6) 示值誤差：(7) 齒輪工作時的關鍵是齒輪帶動左、

24、右兩卡爪運動的位置同步性，選用6級精度齒輪、齒條，且在機床上加工一根齒條，再割成兩根，所獲同步精度極高，所以此影響也不再考慮。(8) 測量過程中操作引起的誤差在測量過程中除讀數(shù)誤差和不對零誤差外，產(chǎn)生誤差的主要原因就是卡尺在鍵槽中的定位不準，即：a）卡尺在橫截面內發(fā)生偏轉， b）卡尺在軸截面內發(fā)生偏轉。上述影響在測量時治只要注意保證卡爪兩測量面分別與鍵槽兩側面和內孔表面嚴密貼合即可消除。6 卡尺的使用及優(yōu)點該卡尺的測量精度為，適用于公稱直徑3095mm孔內的平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等鍵槽的對稱度測量，被測槽的尺寸范圍為：b×t=10×25×。6.1卡尺的使用方法

25、如下：(1)用標準軸（鍵槽對稱度小于）將大卡尺調零，以消除阿貝誤差；（阿貝原則：在設計計量器具或者說測量度零件時，應將被測長度過與基準長度安置在同一直線上。） (2) 將被測工件放置好（在線測量可略去此步驟）。(3) 將小卡尺體沿V型塊的導向T型槽向下拉移，直至被測孔的直徑位置（此直徑位置應反復找正）。(4) 轉動旋鈕，使左右手兩小卡爪靠攏，然后將卡爪伸入鍵槽內，轉動旋鈕，使卡爪向兩側移動，要求兩卡爪工作面與鍵槽兩側緊密貼合，再鎖緊卡爪。(5) 轉動旋鈕，使兩卡爪向兩側面移動，要求兩卡爪工作面與孔壁緊密貼合。(6) 鎖緊兩卡爪，從液晶數(shù)顯儀上讀數(shù)。6.2卡尺的優(yōu)點：與其它孔鍵槽對稱度測量方法相

26、比，該卡尺由以下優(yōu)點：(1) 差數(shù)值可從尺上直接讀出，實現(xiàn)直接測量。(2) 在加工過程中停機即可進行測量，不需卸下工件，然后可根據(jù)測量結果調整機床,c從而實現(xiàn)了在此線主動測量，可避免和減少廢品，同時大大節(jié)省了測量工時和測量成本。(3) 結構簡單，制造容易，操作方便。(4) 測量精度高。7 卡尺使用時的注意事項(1) 保持卡尺測量面、齒條和其它傳動部分的清潔、潤滑。測量后應隨手合上量爪，以防灰塵、切削等物損壞齒條。(2) 卡爪移動應平穩(wěn)，應避免快速移動向尾端碰撞和跌落。禁止將卡尺放在磁性物體上。發(fā)現(xiàn)卡尺帶有磁性，應及時退磁后方可使用。(3) 調整零位，非專業(yè)人員不可拆卸齒輪和齒條。(4) 使用前

27、，應先把卡爪和被測工件表面的灰塵和油污等擦干凈，以免碰傷卡爪面和影響測量精度，同時檢查各部件相互作用，如尺框移動是否靈活，緊固螺釘是否能起作用等。(5) 使用時，要掌握好兩爪面同工件表面接觸時的壓力，做到既不太大，也不太小，剛好使測量面與工件接觸。(6) 在讀數(shù)時，在工件的同一位置上多測量幾次，取其平均讀數(shù)，從而減小讀數(shù)誤差。(7)游標卡尺不要放在磁場附近（例如磨床鋪的磁必工作臺上），以免使游標卡尺尺寸感受磁性，影響使用；也不要將它和其它工具有，如駒子、銼刀、鑿子、車刀等堆放在一起。(8) 不準把卡尺的卡爪尖端當作劃針、圓規(guī)、鉤子或螺釘旋具等使用，也不可將卡尺代替卡鉗或卡板等用。(9) 測量結束后要把卡尺放好，尤其是帶導向尺的小卡尺體