凸轮测量测头转换及当量升程表计算方法2008

(10)申请公布号 CN 102721346 A(43)申请公布日 2012.10.10C N 102721346 A*CN102721346A*(21)申请号 201210184018.2(22)申请日 2012.06.01G01B 5/02(2006.01)G01B 5/20(2006.01)(71)申请人浙江师范大学地址321004 浙江省金华市浙江师范大学36信箱(72)发明人俞红祥(74)专利代理机构金华科源专利事务所有限公司 33103代理人黄飞(54)发明名称一种凸轮轴凸轮升程的检测方法(57)摘要本发明属于机械方法类，具体是一种凸轮轴凸轮升程的检测方法，其特征在于：在底座一端上安装一转台与一尾架，尾架顶尖轴线与转台顶尖轴线重合；采用转台顶尖与尾架顶尖分别压紧凸轮轴两端中心孔；将一弹性伸缩测量头安装在直线导轨上；转台装有驱动电机和旋转角度编码器，弹性伸缩测量头装有直线位移传感器，旋转角度编码器与直线位移传感器连接至测控系统；凸轮轴在转台带动下转动，转动过程中测控系统检测凸轮每一转角位置的测量头直线位移，从而确定被测凸轮轮廓参数，并通过设定的从动挺杆参数计算出凸轮每一转角位置的升程。

本发明简便易行，科学合理，测量精度高。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页1/1页1.一种凸轮轴凸轮升程的检测方法，其特征在于：在底座一端上安装一转台，在底座另一端与转台相对位置安装一尾架，转台与尾架上分别安装顶尖，尾架顶尖轴线与转台顶尖轴线重合；采用转台顶尖与尾架顶尖分别压紧凸轮轴两端中心孔；将一弹性伸缩测量头安装在直线导轨上，弹性伸缩测量头可沿被测量凸轮轴轴向平行移动，测量头在凸轮法平面内与凸轮表面的接触形式为点接触；测量升程时，弹性测量头移动至被测量凸轮的法平面内，测量头中心线指向被测凸轮基圆中心；转台装有驱动电机和旋转角度编码器，弹性伸缩测量头装有直线位移传感器，旋转角度编码器与直线位移传感器连接至测控系统；凸轮轴在转台带动下转动，转动过程中测控系统检测凸轮每一转角位置的测量头直线位移，从而确定被测凸轮轮廓参数，并通过设定的从动挺杆参数由测控系统计算出凸轮每一转角位置的升程。

凸轮计算方法图片：自动车床主要靠凸轮来控制加工过程，能否设计出一套好的凸轮，是体现自动车床师傅的技术高低凸轮是由一组或多组螺旋线组成的，这是一种端面螺旋线，又称阿基米德螺线。

其形成的主要原理是：由A点作等速旋转运动，同时又使A点沿半径作等速移动，形成了一条复合运动轨迹的端面螺线。

这就是等速凸轮的曲线。

凸轮的计算有几个专用名称：?1、上升曲线——凸轮上升的起点到最高点的弧线称为上升曲线?2、下降曲线——凸轮下降的最高点到最低点的弧线称为下降曲线?3、升角——从凸轮的上升起点到最高点的角度，即上升曲线的角度。

我们定个代号为φ。

?4、降角——从凸轮的最高点到最低点的角度，即下降曲线的角度。

代号为φ1。

?5、升距——凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。

我们给定代号为h，单位是毫米。

?6、降距——凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。

代号为h1。

?7、导程——即凸轮的曲线导程，就是假定凸轮曲线的升角（或降角）为360°时凸轮的升距（或降距）。

代号为L，单位是毫米。

车削球面圆弧零件的凸轮设计计算CM1107机床调整卡及凸轮设计CM1107机床调整卡及凸轮设计自动车床在投入生产之前，必须做好以下几项生产准备工作：1．拟订零件的加工工艺过程，选用适当的切削用量标准刀具和辅具，必要时设计特殊的刀辅具；2．根据零件的加工工艺，拟订机床调整卡；3．根据调整卡的数据，设计并制造凸轮；4．按照调整卡调整机床下面以零件“轮轴”的加工为例（见表2-2）说明拟订工艺过程的注意事项，调整卡的制定方法和凸轮曲线的绘制方法。

（一）零件的加工工艺过程的拟订加工工艺是指定调整卡和设计凸轮的基础，合理的加工工艺是发挥机床效能和提高产品质量的有力保证。

拟订加工工艺时，除了应遵循《机械制造工艺学》和《金属切削原理和刀具》课程中所指出的一般原则外，还应当考虑单轴纵切自动车床的特点，注意下列几点：No4与No3刀No1刀架车削。

No3刀架5表2-2根据加工方式和工件及刀具材料，按自动车床切削用量选择切削速度v（机床说明书内通常附有这些资料）。

・文摘・顶置凸轮配气机构气门升程的精确计算苏军申屠淼(江苏理工大学力学系 , 镇江 212013为使发动机布置得更紧凑 , 提高配气机构的刚性与减轻运动件的质量 , 以适应高转速的要求 , 许多现代的四冲程发动机都采用顶置凸轮配气机构 , 其中一些汽车、摩托车发动机的顶置凸轮配气机构的结构形式如图 1所示。

图 1顶置凸轮摇臂机构现对以上典型结构的气门升程的计算方法与公式进行了推演 , 以供应用参考。

假定摇臂为绝对刚体。

(1 将凸轮升程表换算为极坐标升程表 h ( 。

(2 建立 2个坐标系 , 一个为定坐标系 x Oy ; 另一个为随凸轮转动的动坐标系 x Oy (详见图 2 。

两坐标系原点 O 均在凸轮轴心 ; 横坐标 Ox垂直于凸轮轴图 2顶置凸轮配气机构简图线 , 平行于气缸盖底平面 ; 横坐标 Ox 垂直于凸轮轴线 , 并令其通过凸轮升程廓线过渡段的起点 ; 认定摇臂初始位置 , 即 =0°。

此时 Ox 与 Ox 的夹角为 : 0=180-arctg1-x 1-arctg 1R +S 1(1 式中 :x 1和 y 1为摇臂中心 O 1在定坐标系中的坐标 ; L 1为 O 1点至 M 点的距离 ; M 点为摇臂零件图中水平中心线与 OP 0的交点 ; S 1为 OP 0线上 R 3圆弧面至 M 点的弦高 ; R 为凸轮基圆半径。

(3 计算出 R 3圆弧的圆心 P 0在定坐标系 x Oy 中的坐标位置。

x P 0=(R +R 3 ・ cos 0y P 0=(R +R 3 ・ sin 0(2式中 :R 3为摇臂凸轮侧臂圆弧的半径。

当凸轮转过角度时 , 凸轮廓线与摇臂 R 3圆弧面的接触点在 C (x C , y C 点。

在凸轮转动中 , R 3圆弧面上的接触点 C 在 C L 和 C R 之间变动 ; 而 C 点在凸轮廓线上则是在 x Oy 坐标系中逆旋转方向而变动。

令 OC 与 Ox 的夹角为。

凸轮轴的检测方法的综述 3 凸轮轴的升程公差，常用的有两种标注方法：①标注的是带正负号的公差值，公差带的位置由凸轮轴升程的理论正确尺寸确定，且公差带位置是固定的，升程公差控制的仅是实际凸轮的轮廓尺寸。

这时，凸轮轴的升程误差应按尺寸公差来处理：凸轮轴的升程公差要求，设定了两个极限尺寸——最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS）来限制升程的实际尺寸，要求凸轮轴升程的任一局部尺寸不得超出两个极限尺寸；②标注的是不带正负号的公差值，公差带的方向随凸轮的实际形状而定（变动），公差带的位置是浮动的，升程公差控制要素是实际凸轮轴的轮廓形状。

这时，凸轮的升程误差应按形位公差来处理（升程误差的测量数据，应按“最小条件”要求进行评定）：凸轮的升程公差要求，设定了两个平行（或等距）的界面或界线，构成形状公差带来限制实际被测要素。

凸轮测量数据按尺寸公差要求处理时，应把升程误差与升程公差联系起来，最大限度的保证凸轮升程的合格（图2）；凸轮测量数据按形位公差要求处理时，应把升程误差与“最小条件”联系起来，保证凸轮升程误差（包容区域的宽度）的最大值为最小（图3）。

处理时可根据设计要求，选择相应的处理方法。

在此应强调指出：当凸轮异侧（左、右侧）升程公差相等时，“等距”误差点也是“等值”误差点。

尺寸误差和形位误差数据的处理方法相一致。

所不同的只是，形位公差带位置浮动，尺寸公差带位置固定。

5 凸轮轴测量仪的工作原理凸轮轴的测量是二维测量系统。

目前凸轮轴测量仪的分度装置大都采用圆光栅编码器测量系统，线值装置采用直线光栅测量系统。

凸轮轴测量仪的原理框图[3] 如图4所示：由计算机发出的控制信号启动直流同步电机旋转，由驱动机构带动被测凸轮轴转动，通过Y轴圆光栅传感器，X轴直线光栅传感器分别将凸轮轴的角位移、径向、轴向位移转换成明暗条纹的光强变化信号，经光电转换电路转换成电压信号，再经前置放大和整形滤波，形成角度脉冲和径向位移脉冲经T/C计数板送入计算机。