棒间距量表的设计与运用

■ 泰尔重工股份有限公司 （安徽马鞍山 243000） 周梅斌

内齿圈和花键套是我公司产品的关键零件，为了保证内齿精度，图样对棒间距有严格要求（见图1、表1），在加工和检验过程中，就需要精确测量棒间距。现有方法是采用内径千分尺和量棒，测量时需要将两个量棒嵌入齿槽中，再用内径千分尺测量两个量棒之间的距离（见图2）。有的情况下量棒不好固定，需要他人协助，检测很不方便；由于手感不同，专业的检测人员测量的数据也不完全一致，测量数据不够准确；当内齿较深时，手臂无法伸入，就无法测量，测量范围有限。现国外已有专门的棒间距量表，像内径量表检测内孔一样测量内齿棒间距，测量方便快捷、检测精度精确可靠。但目前国内需要依靠进口，较小规格可以通过代理商买到现货，较大规格还需要专门定制，不仅价格十分昂贵，订购周期还很长。而我公司的内齿圈和花键套大多规格较大，交货周期又短。

表1 花键参数

为此，笔者设计并制作了一种棒间距量表，巧妙地利用了常规的钢球和量表，很好地解决了内齿棒间距的检测问题。

图2 传统的棒间距测量方法

1. 设计结构

该棒间距量表结构如图3所示，两端两个球形测头是由钢球和球座螺钉通过AB胶粘接而成。右端一个球形测头通过锁紧螺母、接杆固定在固定柱上，量表通过螺钉12固定在夹持杆上，夹持杆通过紧定螺钉固定在固定柱上；左端一个球形测头和测量柱一同固定在滑动柱上，在滑动柱和固定柱之间有一个压缩弹簧，使滑动柱在自由状态下顶到螺钉4，左端测头连同滑动柱移动的距离通过测量柱传递到量表。该检具的设计制作要点是：球形测头的钢球直径d需和标准量棒直径dp相近，球座螺钉的凹球面要与钢球接触良好，滑动柱的外圆和固定柱的内孔既要保证滑动自如，又要保证小间隙配合。

棒间距量表夹持装置结构如图4所示，由两个螺钉、夹持座、接杆和手柄组成。其中，夹持座、接杆和手柄组焊成一体。夹持座的开口孔和棒间距量表接杆的外径相配合，通过拧紧（或松开）夹持装置的两个螺钉，可使棒间距量表和夹持装置牢固地组装成一体（或分离），如图5所示。

图3 棒间距量表

图4 棒间距量表夹持装置

图5 带夹持装置的棒间距量表

2. 运用

使用该量表时，首先需计算量表两端钢球之间的距离L。Mmax和Mmin分别为图样棒间距最大和最小值，dp为图样量棒直径，当dp＝d时，Lmax＝Mmax＋2dp，Lmin＝Mmin＋2dp。当遇到图样dp≠d时，需要将量棒dp换为实际钢球直径d进行换算。换算按照表2计算公式，先根据图样要求的参数计算出变位系数的最大和最小值xmax和xmin，再按照表2计算公式计算出钢球的测量距M1max和M1min，此时Lmax＝M1max＋2d，Lmin＝M1min＋2d。将表2的内齿跨球（圆柱）尺寸计算公式，编制成计算小软件，只需输入图样要求的齿数、模数、压力角、量棒直径、棒间距最大和最小值及实际量棒直径，就可以自动计算出测量距M1max和M1min，如图6所示。

图6 换算软件计算页面

根据计算出的量表两端钢球之间的距离L值，通过更换不同长短的接杆和调整两个球形测头的位置来实现测量。像内径量表使用前对表一样，先用外径千分尺测量两端钢球之间的距离L来校百分表。内齿圈和花键套的棒间距公差范围一般在0.07mm以上，而外径千分尺最低精度也有0.004mm，因而只要选用范围合适、精度合格的外径千分尺对表即可。对表时，先移动滑动柱，使测量柱大致在固定柱的腰形槽中间位置，此时拧紧螺钉4使滑动柱相对固定；再使量表的表头与测量柱有一定的压缩量后用螺钉12固定量表，再松开螺钉4，用外径千分尺对表。测量齿深较浅的内齿圈时，不需要夹持杆组件，像内径千分尺一样，一手固定一端，一手使另一端上下摆动，通过量表显示的最小数值就可精确反映棒间距的大小。测量齿深较深的花键套时，需要加装夹持装置（见图5），手持夹持装置的手柄，和内径量表测量内径一样测量即可。

3. 结语

检测精度主要靠钢球和量表来保证，而钢球和量表为常规标准件且精度可靠；该检具主要关键件为固定柱和滑动柱，主要加工面为圆柱面，很容易通过磨削来保证精度，球座螺钉的凹球面可用球形铣刀在数控机床上加工，制作简便、成本低廉；检测时不需要量棒，操作方便快捷；根据不同的模数可以更换不同规格的球形测头，通过调整两个球形测头的位置和更换不同长短的接杆，可以满足不同规格大小；当内齿较深时，可以加装夹持装置进行测量。

表2 内齿跨球（圆柱）尺寸计算公式

该棒间距量表，在我公司获得广泛运用，解决了内齿圈和花键套的棒间距检测难题，提高了检测效率、提升了产品质量并降低了成本。