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一种凸轮轴综合参数检测仪

阅读：142发布：2021-02-28

IPRDB可以提供一种凸轮轴综合参数检测仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种凸轮轴综合参数检测仪，它由计算机控制，采用一个角度传感器、两个长度传感器及相应的电路和计算机控制程序，可以对按任意设计基准生产的凸轮轴进行智能型自动检测，且检测过程简易、快速，检测结果准确、可靠，而且也可以检测凸轮轴上的齿轮的螺旋角，具有能代替人工分析对称或非对称凸轮总误差、相邻差、偏心差、凸轮夹角等功能。也可检测靠模以便及时调整磨床，提高精度、缩短时间、提高工作效率。，下面是一种凸轮轴综合参数检测仪专利的具体信息内容。

1.一种凸轮轴综合参数检测仪，包括：工作台、位于工作台上 的凸轮轴支撑机构、预装控制软件及凸轮设计数据的计算机、位于 支撑机构一端用于测量支撑机构所支撑凸轮轴旋转角度的角度传感 器及其与计算机相连接的接口电路、由计算机控制的驱动支撑机构 以带动凸轮轴旋转的转动驱动装置、测量与凸轮轴轴线垂直方向的 垂直长度传感器及其与计算机相连接的接口电路，本发明的特征在 于在工作台上有一横向移动机构及计算机控制的平行移动驱动装 置，横向移动机构在平行移动驱动装置带动下可沿与支撑机构轴线 平行的方向左右移动，垂直长度传感器安装其上，本检测仪的工作 台上还有一用于测量垂直长度传感器左右位置的平行长度传感器及 其与计算机之间的接口电路。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征是安 装在移动机构上的垂直长度传感器的传感轴中心与支撑机构的轴线 等高。

3.根据权利要求1所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征是角 度传感器、垂直长度传感器和平行长度传感器均采用传感器与接口 电路为一体的光栅传感器，角度传感器为圆光栅，两个长度传感器 为长光栅。

4.根据权利要求1所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征是垂 直长度传感器上有一垂直驱动装置，此装置驱动垂直长度传感器的 传感轴做与支撑机构轴线垂直的传感轴向移动。

5.根据权利要求1所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征是横 向移动机构采用一个与支撑机构轴线平行制做在工作台上其横截面 为山形的的导轨。

6.根据权利要求1、3或4所述的凸轮轴综合参数检测仪，其 特征是平行移动机构采用一个与支撑机构轴线平行制做在工作台上 其横截面为山形的的导轨。

7.根据权利要求1或4所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征 是转动驱动装置、平行移动驱动装置和垂直驱动装置采用步进电机 为动力，步进电机的驱动电源由计算机控制。

8.根据权利要求1、3或4所述的凸轮轴综合参数检测仪，其 特征是计算机采用PC微机，使PC微机接受各传感器的数据并控 制各驱动装置的动作，PC微机配有数据输出装置，如软驱、打印 机或绘图仪。

9.根据权利要求4所述的凸轮轴综合参数检测仪，其特征是垂 直长度传感器传感器的传感头可换成弯钩形测量头，用以测量凸轮 轴上齿轮的螺旋角，与齿面接触的测头相对于支撑机构轴线的高度 等于齿轮节圆半径。

说明书全文

本发明涉及一种凸轮轴综合参数检测仪，特别是一种用于测量 内燃机凸轮轴的综合参数的检测仪器。

目前国内外各发动机生产厂家对凸轮轴的设计基准不同，如美 国康明斯、柳州汽车发动机厂和玉林柴油机厂是以相邻主轴颈圆心 连线为基准，东风EQ140、意大利菲亚特是以基圆圆心为基准，北 内212、天津大发是以两端主轴颈圆心连线为基准。以往的凸轮轴 检测仪，一般采用光学分度头和阿贝头装置靠人工进行测量，用它 测量一根汽车凸轮轴，由于凸轮轴的数据多达上万个需要三人工作 两天才能检测完，且无法按图纸设计要求进行偏心换算，因而只能 是小样本抽样检测，且精度低，重复检测精度更低，难以保证产品 质量。中国专利CN87208774提供一种凸轮轴检测仪，它采用一 台测量计算机、一台分析计算机、数字分度头和数字阿贝头只实现 对内燃机凸轮轴以基圆圆心为基准检测凸轮升程曲线值。

本发明的目的是提供一种可以对按任意设计基准生产的凸轮轴 进行检测，且检测过程简易、快速，检测结果准确、可靠的凸轮轴 综合参数检测仪。

本发明所述的凸轮轴综合参数检测仪，包括：工作台、位于工 作台上的凸轮轴支撑机构、预装控制软件及凸轮设计数据的计算 机、位于支撑机构一端用于测量支撑机构所支撑凸轮轴旋转角度的 角度传感器及其与计算机相连接的接口电路、由计算机控制的驱动 支撑机构以带动凸轮轴旋转的转动驱动装置、测量与凸轮轴轴线垂 直方向的垂直长度传感器及其与计算机相连接的接口电路。在工作 台上还有一横向移动机构及计算机控制的平行移动驱动装置，横向 移动机构在平行移动驱动装置带动下可沿与支撑机构轴线平行的方 向左右移动，垂直长度传感器安装其上，本检测仪的工作台上还有 一用于测量垂直长度传感器构左右位置的平行长度传感器及其与计 算机之间的接口电路。

安装在移动机构上的垂直长度传感器的传感轴中心与支撑机构 的轴线等高。

角度传感器、垂直长度传感器和平行长度传感器均采用传感器 与接口电路为一体的光栅传感器，角度传感器为圆光栅，两个长度 传感器为长光栅。

垂直长度传感器上有一垂直驱动装置，此装置驱动垂直长度传 感器的传感轴做与支撑机构轴线垂直的传感轴向移动。

横向移动机构采用一个与支撑机构轴线平行制做在工作台上其 横截面为山形的的导轨。

转动驱动装置、平行移动驱动装置和垂直驱动装置采用步进电 机为动力，步进电机的驱动电源由计算机控制。

计算机采用PC微机，使PC微机接受各传感器的数据并控制 各驱动装置的动作，PC微机配有数据输出装置，如软驱、打印机 或绘图仪。

垂直长度传感器传感器的传感头可换成弯钩形测量头，用以测 量凸轮轴上齿轮的螺旋角，与齿面接触的测头相对于支撑机构轴线 的高度等于齿轮节圆半径。

本发明的检测方法及原理：

一、凸轮轴测量方法及原理。

首先由计算机控制平行移动驱动装置使垂直长度传感器的测头 即阿贝头移动到凸轮轴各主轴颈位置，自动启动转动驱动装置带动 凸轮轴转动，由计算机将每度的阿贝数值进行连续采集，这样先得 到各主轴颈的基本数据，计算机由各主轴颈的数据计算出各主轴颈 的中心相对于旋转中心的偏心量，然后根据已存储在计算机中的凸 轮轴设计所要求的基准数据由计算机计算出所要求的基准对旋转中 心的偏心量，并将此偏心量换算到各凸轮和主轴颈上。

再由计算机控制阿贝头分别横向移动到各凸轮的位置并使凸轮 轴旋转，对凸轮轴上的各凸轮的数据进行采集，由计算机按图纸要 求对这些数据进行偏心改算，将换算后的升程进行误差分析，按误 差分配的最小原则来确定凸轮的对称中心，并计算出凸轮误差、凸 轮基圆半径、摆差、相位角等数据，同时对这些数据按图纸要求进 行分析，得到对称或非对称凸轮在各区段的总误差、相邻差及累积 误差，并给出超差的点数，找出最大超差值和最大超差点的位置， 最后由计算机自动生成检测报告并绘制出凸轮误差曲线。

二、凸轮轴上齿轮螺旋角的测量方法及原理。

由阿贝头和角度传感器的分度头组成一个极坐标测量装置，在 阿贝头前端装一弯钩形测量头，测头前进与齿轮齿面接触，测头高 度等于节圆半径。当旋转分度头在垂直位置读一个点，转到测头与 中心的位置时，由计算机记录分度头此时的角度，阿贝头横向移动 同时分度头旋转，使得测头再回到齿轮中心位置，记录分度头此时 的角度，依次逐点测量齿轮的一个完整齿面，

由斜齿轮的导程公式：H＝πd/tgβ。阿贝头横向运动方向即为 导程变化方向，当分度头转动一周即360°时，阿贝头横向运动正 好是一个导程，因此阿贝头横向移动一个定长L，分度头将旋转一 个角度α且有：L/H＝α/360°，由此可得：

β＝arctg(πd·α/360·L)d为节圆半径，β为齿轮螺旋 角。

本发明可以对按任意设计基准生产的凸轮轴进行智能型自动检 测，且检测过程简易、快速，检测结果准确、可靠，而且也可以检 测凸轮轴上的齿轮的螺旋角，具有能代替人工分析对称或非对称凸 轮总误差、相邻差、偏心差、凸轮夹角等功能。也可检测靠模以便 及时调整磨床，提高精度、缩短时间、提高工作效率。

图1为测量齿轮螺旋角时采用的弯钩形测量头的示意图。

下面为本发明的一个实施例。

凸轮轴综合参数检测仪，包括一个工作台、工作台上有一凸轮 轴支撑机构、支撑机构一端安装角度传感器和驱动凸轮轴旋转的步 进电机，另一端为可横向移动的尾架顶尖，顶尖上下、左右位置可 调整，以校正顶尖与角度传感器相连分度头顶尖之间的同轴度，在 工作台上还有一个与支撑机构轴线即两顶尖连线平行的横截面为山 形的的导轨，导轨上支撑着可沿导轨横向滑动的数字阿贝头即长度 传感器，用于测量凸轮或凸轮轴上的齿轮阿贝头高度与支撑机构的 轴线等高，此长度传感器上有一可使阿贝头做与支撑机构轴线垂直 方向前后移动的步进电机，带动数字阿贝头在导轨上左右滑动的驱 动装置也为一步进电机，与此驱动装置相对应的另外有一长度传感 器，用以测量数字阿贝头的左右位置，上述的角度传感器采用成都 工具研究所生产的带有数显的GJK—1型开启式圆光栅传感器，长 度传感器均采用成都工具研究所生产的带有数显的KZC—1型高精 度开启式直光栅传感器，各步进电机的驱动电源均采用一个上海无 线电七厂生产BQ005—1T型步进电机驱动电源，各个光栅传感器 的接口电路和驱动电源和一预装控制软件及凸轮设计数据的 PC—386计算机相连接，以接受各传感器的数据并控制各步进电机 的开启和关断，计算机有软驱，并接有打印机和绘图仪。

用于测量凸轮或齿轮的长度传感器当测量齿轮螺旋角时，传感 头换成弯钩形测量头，与齿面接触的测头相对于支撑机构轴线的高 度等于齿轮节圆半径，如图1所示。

PC—386计算机内的控制程序由C语言编写，采用菜单式提 示。主菜单包括凸轮测量、齿轮测量和靠模测量三个子菜单，凸轮 测量子菜单根据凸轮轴的设计标准不同又分为140轴测量子菜单、 212轴测量子菜单、大发轴测量子菜单、6105QA轴测量子菜单和 对称轴测量子菜单等，测量时将将凸轮轴装夹调整好，根据计算机 屏幕的提示菜单进行选择，由计算机控制自动完成凸轮轴综合参数 的测量。

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