專利名稱：高精度無上限特大圓柱螺紋中徑測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種用于特大圓柱螺紋中徑精密測量的裝置，屬于長度測量的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
特大圓柱螺紋中徑、尤其是其中內(nèi)螺紋中徑的精密測量長期困擾重型裝備制造行業(yè)，常用的一種方法是梳齒法。該方法采用兩個與被測螺紋牙型相吻合的梳齒狀測頭首先在一個標(biāo)準(zhǔn)裝置上對零，然后測量被測螺紋中徑。因為需要沿螺旋面尋找拐點，操作困難， 精度不易保證，而且，隨著被測螺紋中徑增大，測量裝置尺寸和重量同步增大，裝置變形嚴(yán)重，操作更加困難。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有測量方法存在的問題，本發(fā)明公開一種高精度、易操作、無測量上限的特大圓柱螺紋中徑測量裝置，包含一個跨接單元、一系列結(jié)構(gòu)相同的非跨接單元、一個測量球與球之間距離的裝置，以及可選的一個隔片和可選的一個隔球，其中，所述跨接單元包含一個跨接單元本體、兩個位于跨接單元本體兩端且同側(cè)突出的跨接單元定位球體或部分球體，以及一個或兩個位于跨接單元本體之上的內(nèi)含跨接單元永久磁鐵的跨接單元固定機構(gòu)，使得跨接單元整體呈內(nèi)空的拱形；所述每一個非跨接單元都包含一個非跨接單元本體、 兩個分別位于非跨接單元本體兩端的非跨接單元定位球體或部分球體，以及兩個位于非跨接單元本體之上的內(nèi)含非跨接單元永久磁鐵的非跨接單元固定機構(gòu)；所述隔片上具有相互平行的兩個平面，隔球則是一個兩側(cè)被去掉一部分的球體。采用所述特大圓柱螺紋中徑測量裝置進行特大圓柱螺紋中徑測量的方法之一，其具體步驟是第一步，如

圖1所示，將跨接單元和一系列非跨接單元擺放在被測螺紋上，其中，在不改變跨接單元和其它被擺放在被測螺紋上的非跨接單元位置的前提下，部分或全部非跨接單元可以取出后重復(fù)擺放，重復(fù)擺放后的非跨接單元被看作為一個新的非跨接單元，而重復(fù)擺放前的非跨接單元被想象為仍然位于原處，非跨接單元的這種重復(fù)擺放可以重復(fù)進行，但所有非跨接單元重復(fù)擺放在被測螺紋上的位置不得與曾被擺放后又被取出的非跨接單元所處的被測螺紋上的位置重合，重復(fù)擺放非跨接單元的目的是為了減少非跨接單元的數(shù)量?？缃訂卧獢[放完成后需要通過跨接單元固定機構(gòu)固定在被測螺紋上，非跨接單元每次擺放完成后都需要通過非跨接單元固定機構(gòu)固定在被測螺紋上，第一步的操作需要滿足①包括重復(fù)擺放的每一個非跨接單元的兩個非跨接單元定位球體或部分球體位于自然延伸而非相鄰的被測螺紋牙槽內(nèi)并且與被測螺紋牙槽兩側(cè)面相切；②包括重復(fù)擺放的所有非跨接單元串聯(lián)相接，形成一個非跨接單元串，其中相鄰的非跨接單元的兩個非跨接單元定位球體或部分球體相切；③跨接單元的兩個跨接單元定位球體或部分球體分別位于被測螺紋的相鄰牙槽內(nèi)并且與被測螺紋牙槽兩側(cè)面相切，不難理解，為跨過相鄰牙槽之間的牙頂，需要跨接單元整體呈內(nèi)空的拱形；④跨接單元的一個跨接單元定位球體或部分球
3體與一個位于所述非跨接單元串末端的非跨接單元的與相鄰非跨接單元的非跨接單元定位球體或部分球體不相切的非跨接單元定位球體或部分球體相切，跨接單元的另一個跨接單元定位球體或部分球體與另一個位于所述非跨接單元串末端的非跨接單元的與相鄰非跨接單元的非跨接單元定位球體或部分球體不相切的非跨接單元定位球體或部分球體相鄰，即它們之間可以沿牙槽直接連通而中間沒有跨接單元(1)和非跨接單元(2)，這種相鄰?fù)ǔＳ薪瓦h(yuǎn)兩種方式，即，比較圖1和圖2可知，它們之間的距離有近和遠(yuǎn)兩種方式可供選擇，若如此則選擇其中之一，通常應(yīng)選擇近的方式；⑤相鄰但非相切的跨接單元與非跨接單元之間的距離在測量球與球之間距離的裝置的測量范圍之內(nèi)，這里相鄰但非相切的跨接單元與非跨接單元之間的距離是指它們之間相鄰的跨接單元定位球體或部分球體和非跨接單元定位球體或部分球體之間的間隙，或是它們之間的球心距，或是其它某種特定意義上的距離，稱之為封閉尺寸；第二步，采用測量球與球之間距離的裝置測出所述封閉尺寸； 第三步，根據(jù)所測封閉尺寸、被測螺紋牙型及其參數(shù)，以及跨接單元的跨接單元定位球體或部分球體和包括重復(fù)擺放的每一個所被擺放的非跨接單元的非跨接單元定位球體或部分球體按它們在被測螺紋上被擺放的位置所形成的彼此之間的幾何關(guān)系及其與被測螺紋之間的幾何關(guān)系，求出被測螺紋中徑。例如，如圖3和圖4所示，對于牙型為對稱梯形的圓柱外螺紋中徑測量，若跨接單元定位球體或部分球體和每一個非跨接單元定位球體或部分球體的直徑都相同，為 dm，而且，相鄰但非相切的跨接單元定位球體或部分球體與位于非跨接單元串末端的非跨
接單元定位球體或部分球體之間采用近的相鄰關(guān)系，則跨接單元定位球體或部分球體和每一個所非跨接單元定位球體或部分球體的球心都位于同一條圓柱螺旋線上，假定其形成圓柱半徑為r、螺距為P，可以得出如下幾何關(guān)系
權(quán)利要求1. 一種用于特大圓柱螺紋中徑測量的裝置，其特征在于，該裝置包含一個跨接單元 (1)、一系列結(jié)構(gòu)相同的非跨接單元(2)、一個測量球與球之間距離的裝置(3)，以及可選的一個隔片(4)和可選的一個隔球(5)，其中，所述跨接單元(1)包含一個跨接單元本體(11)、 兩個位于跨接單元本體(11)兩端且同側(cè)突出的跨接單元定位球體或部分球體(12)，以及一個或兩個位于跨接單元本體(11)之上的內(nèi)含跨接單元永久磁鐵(131)的跨接單元固定機構(gòu)(13 )，使得跨接單元(1)整體呈內(nèi)空的拱形；所述每一個非跨接單元(2 )都包含一個非跨接單元本體(21)、兩個分別位于非跨接單元本體(21)兩端的非跨接單元定位球體或部分球體(22)，以及兩個位于非跨接單元本體(21)之上的內(nèi)含非跨接單元永久磁鐵(231)的非跨接單元固定機構(gòu)(23);所述隔片(4)上具有相互平行的兩個平面(41)，隔球(5)則是一個兩側(cè)被去掉一部分的球體。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度無上限特大圓柱螺紋中徑測量裝置，裝置包含一個跨接單元、一系列結(jié)構(gòu)相同的非跨接單元、一個測量球與球之間距離的裝置，以及可選的一個隔片或可選的一個隔球，測量特大圓柱螺紋中徑時將若干非跨接單元(必要時包括隔片或隔球)沿被測螺紋牙槽串聯(lián)相接圍成一個接近一圈的非跨接單元串，而跨接單元一端與位于該非跨接單元串末端的其中一個非跨接單元相接，跨接單元的另一端則跨過被測螺紋牙頂與位于該非跨接單元串末端的另一個非跨接單元相鄰，通過測量球與球之間距離的裝置測出跨接單元和與之相鄰的非跨接單元之間的距離，根據(jù)幾何關(guān)系就可以求出被測螺紋中徑。本實用新型具有精度高、易操作、成本低和無測量上限等特點。
文檔編號G01B5/08GK202074917SQ201020650970
公開日2011年12月14日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者李彬 申請人:東南大學(xué)