買文檔就送您 01339828 或 11970985 凸輪軸測量儀設(shè)計 摘 要 凸輪機構(gòu)是常用機構(gòu)，應(yīng)用范圍很廣。因此，對凸輪工作性能的要求就越來越高，而凸輪工作性能的好壞主要由相關(guān)的凸輪形線參數(shù)來決定。因此，目前國內(nèi)外對凸輪參數(shù)的測量儀的研究和開發(fā)也越來越廣泛和深入。 凸輪軸測量儀采用精密機械、光柵、微型計算機等技術(shù)，為滿足汽車、摩托車發(fā)動機凸輪軸、汽車前后橋剎車凸輪軸等檢測要求而特殊設(shè)計制造的新型測量儀器，可測量凸輪軸的桃形型而誤差、桃形對定位鍵槽的相位角誤差、桃形間相位角誤差、軸徑的徑向跳動及凸輪的速度、加速度等測量項目。凸輪軸是工程中常用的零件， 在凸輪軸的大批量生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的測量變得非常重要。凸輪軸的軸向尺寸較多并且精度較高，用傳統(tǒng)的測量方法無法保證每一件產(chǎn)品的測量精確、且容易造成測量成本過高，因此需要一臺專用的測量設(shè)備才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制。所以我設(shè)計了一臺凸輪軸專用測量儀。 這次設(shè)計的凸輪軸測量儀運用了現(xiàn)在比較熱門的機器視覺作為測量手段，又采用了步進電機光柵等元件，因此對信號采集，圖像處理，運動控制等方面有較高的要求。導(dǎo)致影響最后測量精度的因素太多，因此調(diào)試過程會比較復(fù)雜。本設(shè)計中的機械結(jié)構(gòu)相對比較簡單，但是關(guān)鍵零件精度要求 非常高，對加工工藝以及設(shè)備要求較高，裝配精度也要求較高，因此裝配調(diào)試也比較復(fù)雜。 關(guān)鍵詞 ： 測量手段 ， 步進電機光柵，精度高， 精密機械 買文檔就送您 01339828 或 11970985 s is is AM AM is or AM is of to AM at is in to of of on is in in of in to of be by of to is a to a of AM a as a of as so to is so is is is is is so is 文檔就送您 01339828 或 11970985 目錄 . 1 . 2 內(nèi)主要的一些凸輪軸測量儀 . 2 外合資廣州威而信精密儀器有限責(zé)任公司研發(fā)的凸輪軸測量儀 . 2 京啟點恒達測控技術(shù)公司研發(fā)的凸輪軸測量儀 . 3 外主要的一些凸輪測量儀 . 5 國阿德柯爾 911凸輪軸檢測儀 . 5 瑞士 功能軸類檢測儀 . 5 3 項目分析 和 方案擬訂 . 7 . 9 . 9 軌的選擇 . 9 珠絲桿的選擇計算 . 14 光柵的選擇 . 15 機的選擇 . 15 輪設(shè)計 . 18 動軸承的選擇及計算 . 26 結(jié)論 . 27 致謝 . 28 參考文獻 . 29 附錄 . 31 買文檔就送您 01339828 或 11970985 凸輪軸是工程中常用的零件，在凸輪軸的大批量生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的測量變得非常重要。凸輪軸的軸向尺寸較多并且精度較高，用傳統(tǒng)的測量方法無法保證每一件產(chǎn)品的測量精確、且容易造成測量成 本過高，因此需要一臺專用的測量設(shè)備才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制。所以我設(shè)計了一臺凸輪軸專用測量儀。 采用方案是利用 行非接觸式測量。這在現(xiàn)階段的測量技術(shù)領(lǐng)域還屬于比較新穎的測量技術(shù)。因為 能直接利用它來測量這樣大尺寸的工件。因此在本測量儀中，只利用它作為一 個識別工件邊界的工具，再利用光柵記錄 樣也可以 得到精確的測量結(jié)果。 而且成本也比較低。但是這種測量方法受環(huán)境光源的影響較大，因此對環(huán)境有一定的要求。 目的：研究回轉(zhuǎn)類零件工藝 參數(shù)的檢測、分析與控制，包括接觸式參數(shù)提取，數(shù)據(jù)采集及信號處理，參數(shù)識別等，研究凸輪形線參數(shù)測試儀，重點研究測量平臺和參數(shù)分析及誤差理論。 意義：目前在凸輪檢測中，大多采用光學(xué)分度頭對凸輪進行分度，分度由人工控制。這種測量方法速度慢，精度低，并存在一定的人為誤差。而本課題研究全自動凸輪形線參數(shù)測量儀，能夠很好的降低人為誤差。另外，采用以凸輪轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)、對應(yīng)升程為縱坐標(biāo)的方式表達凸輪形線，通過光柵式位移傳感器探針測量凸輪升程，保證位移精度達到 1微米；通過編碼器和步進電機控制凸輪軸的轉(zhuǎn)動，保證角度精 度 此可以實現(xiàn)全自動化、高精度測量；市場上，雖然少數(shù)采用三坐標(biāo)測量儀器檢測，但是三坐標(biāo)測量儀價格昂貴，因而，在除少數(shù)情況下外，一般很少用。因此，根據(jù)以上情況及目前企業(yè)的實際情況來看，本課題所研究的問題，具有較高的實用性。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 凸輪機構(gòu)是常用機構(gòu)，應(yīng)用范圍很廣。因此，對凸輪工作性能的要求就越來越高，而凸輪工作性能的好壞主要由相關(guān)的凸輪形線參數(shù)來決定。因此，目前國內(nèi)外對凸輪參數(shù)的測量儀的研究和開發(fā)也越來越廣泛和深入。下面將對此 進行一下簡要的介紹。 內(nèi)主要的一些凸輪軸測量儀 外合資廣州威而信精密儀器有限責(zé)任公司研發(fā)的凸輪軸測量儀 如圖 該公司研發(fā)的凸輪軸測量儀的實物圖。左邊為凸輪測量儀器的安裝和測量平臺，右邊為數(shù)據(jù)采集與處理平臺。 這套凸輪軸測量儀器， 采用凸輪軸立式安裝測量結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸由精密氣浮主軸與氣浮頂尖構(gòu)成，雙氣浮直線運動導(dǎo)軌立柱做為直線運動基準(zhǔn)，由進口電機驅(qū)動；電器部分由高級計算機及進口精密圓光柵傳感器、精密光柵位移傳感器組成。測量軟件采用基于中文版 成參數(shù)輸入、測量選擇、數(shù)據(jù)采集、處理及測量數(shù)據(jù)管理和測量結(jié)果打印輸出等工。 圖 這款測量儀器目前在國內(nèi)還算是比較先進的，它主要有以下一些優(yōu)點： （ 1） 立式主機測量結(jié)構(gòu)：凸輪軸垂直安裝，避 免重力因素影響對測量造成的誤差； （ 2）高精度：機械運動部件和工件的定位（超精密氣浮主軸與氣浮頂尖、雙氣浮直線運動導(dǎo)軌立柱）均采用氣浮結(jié)構(gòu)，主軸精度高達 （ 3）長壽命：主軸、導(dǎo)軌均采用氣浮結(jié)構(gòu)，故永不磨損、精度保持長久、儀器精度壽命長達十年以上； 買文檔就送您 01339828 或 11970985 （ 4）數(shù)據(jù)采集采用世界上最著名的德國海德漢公司的精密光柵傳感器（旋轉(zhuǎn)、位移）及其相關(guān)技術(shù)，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好； （ 5）工作平臺和立柱導(dǎo)軌均采用精密花崗巖材料制成，可抑制周圍環(huán)境的噪聲和震動； （ 6）可放置在企業(yè)計量室和生產(chǎn)車間現(xiàn)場使用 京啟點恒達測控技術(shù)公司研發(fā)的 凸輪軸測量儀 北京啟點恒達測控技術(shù)開發(fā)有限公司目前已開發(fā)的凸輪軸測量儀，分為三個系列： （ 1）計量型凸輪軸、曲軸測量儀 （ 2）在線式凸輪軸測量儀 （ 3）凸輪軸綜合項目測量儀 下面對以上三個系列的凸輪軸測量儀器分別予以介紹。 計量型凸輪軸測量儀如圖 量平臺底部的夾具和定位裝置固定凸輪軸，并通過裝在測量平臺底座里面的驅(qū)動電機驅(qū)動被測凸輪軸轉(zhuǎn)動。測頭裝置可以沿導(dǎo)軌上下移動，從而實現(xiàn)自動化測量。 該測量儀的主要特點有： （ 1） 可實現(xiàn)全自動化測量，避 免了人工操作造成人為誤差 （ 2） 測量精度高，徑向，可達 向，可達 圖 在線式凸輪軸測量儀，其測量平臺示意圖如圖 該凸輪軸測量儀的重要特點有： （ 1）能夠?qū)崿F(xiàn)在線測量 （ 2）精度高，軸向精度可大 買文檔就送您 01339828 或 11970985 （ 3）測量參數(shù)較全面，可測量凸輪的升程曲線、相位角、基圓直徑、基圓跳動、桃高 （ 4）采用立式結(jié)構(gòu)， 凸輪軸垂直安裝，避免重力因素影響對 測量造成的誤差； 圖 凸輪軸綜合項目測量儀 如圖 示，左邊為其測量平臺，右邊為其數(shù)據(jù)采集及處理平臺。 該測量儀是一臺比較先進的測量儀器，其的主要特點有： （ 1） 替代傳統(tǒng)檢具，對除凸輪升程、相位以外的非主要多個項目進行測量。 （ 2） 組合式，根據(jù)不同檢測項目，由多臺儀器組合成為一套測量系列儀器組。 （ 3）高速 ,與傳統(tǒng)檢具相比，測量速度提高幾倍至幾十倍。 （ 4）由于多數(shù)測量項目的動作控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù) 處理均由計算機完成，因而，減少了人為主觀因素，使測量更客觀準(zhǔn)確。 （ 5）可無限保留原始測量數(shù)據(jù)。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 圖 外主要的一些凸輪測量儀 國阿德柯爾 911凸輪軸檢測儀 如圖 邊為測量平臺，右邊為數(shù)據(jù)采集及處理平臺 該測量儀是一套比較先進的測量儀器，其主要特點有： （ 1）立式結(jié)構(gòu)， 凸輪軸垂直安裝，避免重力因素影響對測量造成的誤差； （ 2）可實現(xiàn)自動化測量 （ 3）測量精度高 圖 11凸輪軸檢測儀 瑞士 功能軸類檢測儀 如圖 瑞士 01339828 或 11970985 下測量任務(wù)：長度、直徑、距離、遞增尺寸、槽寬、槽徑、中點距離、角度、孔的位置、曲軸和凸輪軸沖程、跳動、基于工件軸線的跳動、圓度、端面跳動、同心度、對稱度、平行度、直線度、圓錐角度、最大最小值 /差值、交點尺寸等。 1. 穩(wěn)定性高（儀器基體都由花崗巖制成），精度高、重復(fù)性好、操作簡便 度、直徑和跳動的測量精度能得到保證 3. 一般情況下，儀器不必經(jīng)常標(biāo)定 4. 更換工件后，無需對儀器進行重新標(biāo)定 5. 導(dǎo)軌直線度好 5。 C0/p 47*10 所選導(dǎo)軌安全。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 d. 靜安全系數(shù) 當(dāng)導(dǎo)軌使用慢速運動或運動頻率不高的狀況下，需考慮靜安全系數(shù)。 3） 導(dǎo)軌壽命 當(dāng)導(dǎo)軌承受負(fù)荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環(huán)應(yīng)力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產(chǎn)生疲勞破損，并在部份表面發(fā)生魚鱗狀薄片的剝落現(xiàn)象，此種現(xiàn)象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞而產(chǎn)生表面剝離時為止的總運行距離。 4） a. 額定壽命 導(dǎo)軌的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產(chǎn)品，在相同的運動狀態(tài)下使用，壽 命也會所有不同；這大多歸咎于材料本身在疲勞特性上固有的變化。因此為定義導(dǎo)軌的壽命，一般以額定壽命為基準(zhǔn)；其定義是：以一批同樣的產(chǎn)品，逐個在相同的條件及額定負(fù)荷下運行，其中 90未曾發(fā)生表面剝離現(xiàn)象而能達到的總運行距離。 b. 壽命的校核計算 導(dǎo)軌的壽命會因?qū)嶋H承受的工作負(fù)荷而不同，可依據(jù)選用之導(dǎo)軌的基本動額 靜安全系數(shù) 基本靜額 定負(fù)荷 (P : 工作負(fù)荷 ( 計算項目 計算及說明 主要結(jié)果 買文檔就送您 01339828 或 11970985 根據(jù)以上計算，我們選擇型號為 珠絲桿 的選擇計算 已知：絲杠用于傳動，選用 作時有輕微震動，螺母帶動的 5此絲杠軸向工作載荷 147N， 147N，工作速度 2m/進速度 6m/度 3級，可靠性 90，工作壽命 8年以上。 計算項目 計算及說明 主要結(jié)果 壽命的校核計算 1. 不考慮環(huán)境因素影響，壽命計算如下所示。 L=( )3*50 (47*103*50 33294 : 額定壽命 基本動額定負(fù)荷 P : 工作負(fù)荷 2. 壽命時間的換算 依使用速度及頻率將壽命距離換算成壽命時間。 *103/(0) = (C/P)3*50*103/(0) =138727h : 壽命時間 (L : 壽命 ( 運行速率 (m/C/P : 負(fù)荷比 按照每天工作 8小時計算，至少可以工作 足設(shè)計要求。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 1/3（ 2 147N 由工作速度 2m/快進速度 4m/定導(dǎo)程為 5 絲桿軸的轉(zhuǎn)速 4000/5 800r/ 2000/5 400r/量轉(zhuǎn)速 (2 600r/按 每 天 8 小時， 10 年 時 間 ， 選 360810 28800 Cm（ 601/3/10011 833N 荷最大時工況進行靜載荷計算 2147N 294N 根據(jù)臺灣上銀絲杠資料，選用絲杠規(guī)格為 : 205定靜載荷 定動載荷 螺母長度： L 44光柵的選擇 根據(jù) 1) 測量精度 40m/s）、中速和低速（ v 選取合適。 選取軸承 6202合適 買文檔就送您 01339828 或 11970985 結(jié)論 有待解決的問題 作為一個測量儀器，要求的精度以及重復(fù)性是非常高的，這次設(shè)計的凸輪軸測量儀運用了現(xiàn)在比較熱門的機器視覺作為測量手段，又采用了步進電機光柵等元件，因此對信號采集，圖像處理，運動控制等方面有較高的要求。導(dǎo)致影響最后測量 精度的因素太多，因此調(diào)試過程會比較復(fù)雜。 本設(shè)計中的機械結(jié)構(gòu)相對比較簡單，但是關(guān)鍵零件精度要求非常高，對加工工藝以及設(shè)備要求較高，裝配精度也要求較高，因此裝配調(diào)試也比較復(fù)雜。 本設(shè)計中需要提高的地方有：活動頂尖部件的鎖緊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，齒輪傳動比、電機、絲杠參數(shù)選擇的優(yōu)化。 2項目小結(jié) 在設(shè)計過程中，要實現(xiàn)真正意義上的并行設(shè)計很難， 實際的設(shè)計過程中，也發(fā)現(xiàn)了很多的問題，包括了我自己對 及包括了 通過這個項目，我對 應(yīng)用 得到了提高，為將來打下了堅實的基礎(chǔ)。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 致謝 此次畢業(yè)設(shè)計是在王平諸老師的精心指導(dǎo)及全力支持下完成的。本系統(tǒng)的設(shè)計成功與王老師的幫助是密不可分的，再加上自身的努力才能圓滿地完成預(yù)期的目標(biāo)。王老師對新知識，新事物都有自己獨到的 理解，這深深的影響了我對學(xué)習(xí)的態(tài)度，將使我終生難忘。他一絲不茍的工作態(tài)度和認(rèn)真負(fù)責(zé)的敬業(yè)精神同樣給了我巨大的收益和鼓舞。這些都將使我受益匪淺，同時也要感謝我的父母，不是你們我就不可能在大學(xué)校園里，也就不可能有這個畢業(yè)設(shè)計！ 同時非常感謝學(xué)校為我們提供了這一次畢業(yè)設(shè)計的機會，這次課程設(shè)計是對我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識的一次復(fù)習(xí)和總結(jié)，也是對我所學(xué)專業(yè)知識的一個擴充和實踐。作為機械專業(yè)的學(xué)生，這次畢業(yè)設(shè)計為我們以后的畢業(yè)設(shè)計提供了良好地借鑒效果。 最后，我要以最真摯的感情來感謝指導(dǎo)本次畢業(yè)設(shè)計中的導(dǎo)師，是您們用辛 勤的勞動、無私的奉獻和淵博的知識換來了我的畢業(yè)設(shè)計。同時感謝各位同學(xué)對我的幫助，只有我們不斷的努力學(xué)習(xí)，明天才會更加美好，努力做一個對社會有益的棟梁之才。買文檔就送您 01339828 或 11970985 參考文獻 1 北京