凸轮轴凸轮表面测量方法

凸轮轴凸轮表面测量方法

1. 引言

凸轮轴是内燃机中的一个重要零部件，它承受着凸轮的运动和转动。凸轮轴的凸轮表面质量直接影响发动机的性能和寿命。因此，为了确保凸轮轴的质量，需要使用合适的测量方法来检测凸轮表面的特征参数。

本文将介绍凸轮轴凸轮表面测量的常用方法，包括光学测量法、机械测量法和三维测量法等。每种方法都有其特点和适用范围。

2. 光学测量法

光学测量法是一种常用的凸轮轴凸轮表面测量方法，它利用光学原理来获取凸轮表面的形貌和特征参数。常用的光学测量仪器有同焦面光学显微镜、投影仪和激光扫描仪等。

2.1 同焦面光学显微镜

同焦面光学显微镜是一种非接触式的测量仪器，它可以在高分辨率下观察凸轮表面的特征。通过调整焦距，可以获得不同尺寸的图像。使用同焦面光学显微镜可以量测凸轮的直径、主凸距、凸顶高度等参数。此外，还可以检测凸轮表面的缺陷和磨损程度。

2.2 投影仪

投影仪是一种常用的凸轮轴凸轮表面测量设备，它可以投影凸轮的放大图像并测量其各项特征。投影仪一般由光源、透镜、测量屏幕等部分组成。通过调整透镜和光源的位置，可以得到不同分辨率和放大倍率的投影图像。使用投影仪可以测量凸轮的轮廓曲线、圆度、平行度等参数。

2.3 激光扫描仪

激光扫描仪是一种高精度的凸轮轴凸轮表面测量设备，它可以通过激光束的扫描获取凸轮表面的三维坐标信息。激光扫描仪采用非接触式测量方式，不会对凸轮表面造成损伤。通过后期处理，可以得到凸轮表面的三维模型，并进一步提取凸轮的特征参数，如凸轮高度、凸轮面积等。

3. 机械测量法

机械测量法是一种传统的凸轮轴凸轮表面测量方法，主要依靠机械测量工具来获取凸轮表面的特征参数。常用的机械测量工具有表面测量仪、千分尺、外径卡规等。

3.1 表面测量仪

表面测量仪是一种用于测量凸轮表面粗糙度和形状的机械测量工具。它由测量头、测量刀、测量系统等部分组成。通过将测量头沿着凸轮表面滑动，可以得到凸轮的表面粗糙度参数，如Ra、Rz等。

- 1 - 凸轮机构的主要参数

凸轮机构是一种常用于机械传动中的重要元件，其主要功能是将旋转运动转化为直线运动或者改变运动方向。凸轮机构的主要参数包括凸轮轮廓、凸轮半径、凸轮角度、凸轮高度、凸轮角速度等，这些参数的设计和选择直接影响着凸轮机构的性能和使用效果。

一、凸轮轮廓

凸轮轮廓是指凸轮表面的形状，它决定了凸轮机构的运动规律和运动形式。凸轮轮廓通常分为圆弧形、椭圆形、抛物线形、曲线形等多种形式，不同的轮廓形式适用于不同的机械传动需求。例如，圆弧形凸轮轮廓适用于直线运动，抛物线形凸轮轮廓适用于变速机构，曲线形凸轮轮廓适用于具有复杂运动规律的机械传动。

二、凸轮半径

凸轮半径是指凸轮的半径大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。凸轮半径越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。因此，在选择凸轮半径时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。

三、凸轮角度

凸轮角度是指凸轮的角度大小，它决定了凸轮机构的运动范围和运动形式。凸轮角度越大，凸轮机构的运动范围越广，但是也会增加机械传动的复杂度和难度。因此，在选择凸轮角度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。

四、凸轮高度 - 2 - 凸轮高度是指凸轮表面的高度大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。凸轮高度越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。因此，在选择凸轮高度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。

五、凸轮角速度

凸轮角速度是指凸轮旋转的角速度大小，它直接影响着凸轮机构的运动速度和力量大小。凸轮角速度越大，凸轮机构的运动速度越快，力量也越大，但是也会增加机械传动的惯性和能耗。因此，在选择凸轮角速度时需要根据具体的机械传动需求进行合理的设计和选择。

凸轮轴的检测方法

凸轮轴是发动机的重要零部件，其工作状态直接影响着发动机的性能和寿命。为了确保凸轮轴的质量和使用效果，需要进行检测。以下是几种凸轮轴的检测方法：

1. 直接测量法：采用游标卡尺等工具对凸轮轴上凸起的部分进行直接测量，以检查其直径、凸高度和凸角等基本参数。该方法简单易行，但精度受测量工具和测量人员的水平影响较大。

2. 光学比对法：将一个标准的凸轮轴放到检测仪器中，通过检测仪器的光学系统测量出凸轮的轮廓信息，然后将要检测的凸轮轴与标准凸轮轴进行比对，以判断其质量和尺寸是否符合要求。该方法精度高，但需要专业仪器和技术。

3. 磁粉检测法：在凸轮轴表面涂覆一层磁粉，然后将其放入磁场中，磁粉的特性可以表现出凸轮轴表面的缺陷和裂纹等问题。该方法适用于检测表面缺陷和裂纹等问题。

4. 声波检测法：通过将凸轮轴表面进行超声波探测，可以检测出隐蔽缺陷和裂纹。该方法检测速度快，但需要专业设备和技术。

总的来说，不同的凸轮轴检测方法各有优劣，应根据具体情况选择合适的检测方式，确保凸轮轴的质量和可靠性。

实训二十一 凸轮轴的检测

一、实训内容

1、检测凸轮轴的裂纹

2、检测凸轮的磨损

3、检测凸轮轴的弯曲变形

二、实训目的与要求

掌握检测凸轮轴的裂纹、凸轮的磨损、凸轮轴的弯曲变形的方法。

三、所需工具、仪器与设备

凸轮轴、千分尺、平台、磁力表座、百分表等。

四、安全与环保教育

1、树立安全文明生产意识。

2、合理使用工具、量具及设备。

3、操作规范，安全、文明作业。

4、学生应穿工作服进行实习操作，工作场地应打扫清洁，机具摆放整齐。

五、构造、原理、作用、技术标准和检验、维修方法

六、实训步骤

1)凸轮损伤的检测(以丰田小轿车为例)

凸轮的损伤形式有凸轮工作表面磨损、擦伤和点蚀(疲劳剥落)。

(1)凸轮的擦伤和疲劳剥落的检查 一般可用目视的方法，检查其表面是否有擦伤和剥落的现象。

(2)凸轮升程的检测 用外径干分尺测量凸轮全高，即凸轮顶点中心线到基圆最低点距离，如果小于标准值0.50mm，则为磨损。

(3)其他检测 凸轮进、排气门开、闭升程的极限偏差为：±0.05mm；各凸轮开闭角偏差不大于上±2°；各凸轮升程最高点对轴线的角度偏差不大于

±l°。

2)凸轮轴弯曲变形的检测

(1)将凸轮轴安装于车床两顶针之间，或以V型铁块安放于平板上，以两端轴颈作为支点。

(2)用百分表测杆触头与中间轴颈表面接触，并缓慢转动凸轮轴一圈，测得百分表最大摆差，即为凸轮轴弯曲度。

(3)如果弯曲度超过0.05mm，则必须对凸轮轴进行弯曲的校正。

(4)扭转一般极微小，可不计。

3)凸轮轴轴颈磨损的检测

(1)用外径千分尺测量轴颈直径。

(2)计算轴颈的圆度和圆柱度误差。

(3)检测技术标准；凸轮轴各轴颈轴线应一致，所有轴颈的圆柱度误差不大于0.01mm；中间各支承轴颈的圆度误差不大于o．05mm，各凸轮基圆部分的圆度误差不大于o．08mm，安装正时齿轮轴颈的圆度误差不大于0.04mm。