凸轮轴测量机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 凸凸 轮轮 轴轴 测测 量量 仪仪 设设 计计 设设 计计 名名 称称 ： 设设 计计 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 目目 录录 一 . 设计任务书摘要 . . . . . . . . . . 1 二 内外研究现状分析 . . . . . 项目分析，方案拟订 . . . . . . . . . 8 四 . 主要元器件的选择及其校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 导轨的选择 . . . . . . . . . . . . . 9 3. 滚珠丝杆的选择计算 . . . . . . . . . . 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 滚动轴承的选择及计算 . . . . . . . . . . . 39 五 . 设计小结 . . . . . . . . . . . . . 41 五参考文献 . . . . . . . . . . . . .更 改改 记记 录录 日期 版本 修改处 说明 2013* * * 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 一 . 设计任务书摘要 在凸轮轴的大批量生产中，为了保证产品质量，产品的测量变得非常重要。凸轮轴的轴向尺寸较多并且精度较高，用传统的测量方法无法保证每一件产品的测量精确、且容易造成测量成本过高，因此需要一台专用的测量设备才能保证产品的质量控制。 1 该设备必须具备精确测量凸轮轴轴向的节面尺寸的功能，并且必须满足以下型号的凸轮轴（轴向尺 寸范围 450 800寸的测量： 6B 欧 3283179、4B 欧 3929885、 喷凸轮轴 2主要技术参数 a. 外形尺寸：仪器外形应满足以下尺寸 长 1400 800 2000 mm b. 测量速度 不大于 3 分钟 /件 c. 测量精度 L/30000 单位（） d. 重复性 3 设备寿命 使用期限 10 年 二 内外研究现状分析 目的 ： 研究回转类零件工艺参数的检测、分 析与控制， 包括接触式参数提取，数据采集及信号处理，参数识别等，研究凸轮形线参数测试仪，重点研究测量平台和参数分析及误差理论。 意义 ：目前在凸轮检测中，大多采用光学分度头对凸轮进行分度，分度由人工控制。这种测量方法速度慢，精度低，并存在一定的人为误差。而本课题研究全自动凸轮形线参数测量仪，能够很好的降低人为误差。另外，采用以凸轮转角为横坐标、对应升程为纵坐标的方式表达凸轮形线，通过光栅式位移传感器探针测量凸轮升程，保证位移精度达到 1微米；通过编码器和步进电机控制凸轮轴的转动，保证角度精度 此可以实现全自动化、高精度测量；市场上，虽然少数采用三坐标测量仪器检测，但是三坐标测量仪价格昂贵，因而，在除少数情况下外，一般很少用。因此，根据以上情况及目前企业的实际情况来看，本课题所研究的问题，具有较高的实用性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 目前国内外的研究和发展状况 ： 凸轮机构是常用机构，应用范围很广。因此，对凸轮工作性能的要求就越来越高，而凸轮工作性能的好坏主要由相关的凸轮形线参数来决定。因此，目前国内外对凸轮参数的测量仪的研究和开发也越来越广泛和深入。下面将对此进行一下简要的介绍。 内主要的一些凸 轮测量仪 中外合资广州威而信精密仪器有限责任公司研发的凸轮轴测量仪 如图 1所示，为该公司研发的凸轮轴测量仪的实物图。左边为凸轮测量仪器的安装和测量平台，右边为数据采集与处理平台。 该厂家研发的这套凸轮轴测量仪器， 采用凸轮轴立式安装测量结构。旋转轴由精密气浮主轴与气浮顶尖构成，双气浮直线运动导轨立柱做为直线运动基准，由进口电机驱动；电器部分由高级计算机及进口精密圆光栅传感器、精密光栅位移传感器组成。测量软件采用基于中文版 成参数输入、测量选择、数据 采集、处理及测量数据管理和测量结果打印输出等工。 这款测量仪器目前在国内还算是比较先进的，它主要有以下一些优点： （ 1） 立式主机测量结构：凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差； （ 2）高精度：机械运动部件和工件的定位（超精密气浮主轴与气浮顶尖、双气浮直线运动导轨立柱）均采用气浮结构，主轴精度高达 （ 3）长寿命：主轴、导轨均采用气浮结构，故永不磨损、精度保持长久、仪器精度寿命长达十年以上； （ 4）数据采集采用世界上最著名的德国海德汉公司的精密光栅传感器（旋转、位移）及其相关技术 ，准确度高，稳定性好； （ 5）工作平台和立柱导轨均采用精密花岗岩材料制成，可抑制周围环境的噪声和震动； （ 6）可放置在企业计量室和生产车间现场使用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 图 1 威尔信凸轮轴检测仪装置图 京启点恒达测控技术公司 研发的 凸轮轴 测量仪 北京启点恒达测控技术开发有限公司目前已开发的凸轮轴 测量仪 ，分为三个系列： （ 1） 计量型凸轮轴、曲轴测量仪 （ 2） 在线式凸轮轴测量仪 （ 3） 凸轮轴综合项目测量仪 下面对以上三个系列的凸轮轴测量仪器分别予以介绍。 计量型凸轮轴测量仪 如图 2所示为其实物图。测量平台底部的夹具和定位装置固定凸轮轴，并通过装在测量平台底座里面的驱动电 机驱动被测凸轮轴转动。测头装置可以沿导轨上下移动，从而实现自动化测量。 该测量仪的主要特点有： （ 1） 可实现全自动化测量，避免了人工操作造成人为误差 （ 2） 测量精度高， 径向 ， 可达 轴向 ， 可达 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 图 2 计量型凸轮轴测量仪 在线式凸轮轴测量仪 ，其测量平台示意图如图 3所示。 该凸轮轴测量仪的重要特点有： （ 1） 能够实现在线测量 （ 2） 精度高，轴向精度可大 （ 3） 测量参数较全面，可测量 凸轮 的 升程曲线、相位角、基圆直径、基圆跳动、桃高 （ 4）采用立式结构， 凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差； 图 3 在线式凸轮轴测量仪 凸轮轴综合项目测量仪 如图 4 所示，左边为其测量平台，右边为其数据采集及处理平台。 该测量仪是一台比较先进的测量仪器，其的主要特点有： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 （ 1） 替代传统检具，对除凸轮升程、相位以外的非主要多个项目进行测量。 （ 2） 组合式，根 据 不 同 检 测 项 目 ， 由 多 台 仪 器 组 合 成 为 一 套 测 量 系 列 仪 器 组 。 （ 3 ） 高速，与传统检具相比，测量速度提高几倍至几十倍。 （ 4） 客观，由于多数测量项目的动作控制、数据采集、数据处理均由计算机完 成，因而，减少了 人 为 主 观 因 素 ， 使 测 量 更 客 观 准 确 。 （ 5） 可无限保留原始测量数据。 图 4 凸轮轴综合项目测量仪 国外主要的一些凸轮测量仪 美国阿德柯尔 911 凸轮轴检测仪 如图 5 所示。左边为测量平台，右边为数据采集及处理平台 该测量 仪是一套比较先进的测量仪器，其主要特点有： （ 1）立式结构， 凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差； （ 2）可实现自动化测量 （ 3）测量精度高 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 图 5 阿德柯尔 911 凸轮轴检测仪 士 功能轴类检测仪 如图 6 所示， 瑞士 司生产的 功能轴类测量系统可完成以下测量任务：长度、直径、距离、递增尺寸、槽宽、槽径、中点距离、角度、 孔的位置、曲轴和凸轮轴冲程、跳动、基于工件轴线的跳动、圆度、端面跳动、同心度、对称度、平行度、直线度、圆锥角度、最大最小值 /差值、交点尺寸等。 器特点： 1. 稳定性高（仪器基体都由花岗岩制成），精度高、重复性好、操作简便 2. 在 车 间 环 境 下 ， 长 度 、 直 径 和 跳 动 的 测 量 精 度 能 得 到 保 证 3. 一 般 情 况 下 ， 仪 器 不 必 经 常 标 定 4. 更换工件后，无需对仪器进行重新标定 5. 导轨直线度好 5。 C0/p47*10 静安全系数 基本静额定负荷 (P : 工 作 负 荷 ( 所选导轨安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 7 1 3) 导轨 寿命 当导轨承受负荷并作运动时，珠道表面与钢珠因不断地受到循环应力的 作用，一但到达滚动疲劳的临界值，接触面就会开始产生疲劳破损，并在部份表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象，此种现象叫做表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离时为止的总运行距离。 a. 额定寿命 导轨的寿命，具有很大的分散性，即使同一批制造的产品，在相同的运动状态下使用，寿命也会所有不同；这大多归咎于材料本身在疲劳特性上固有的变化。因此为定义导轨的寿命，一般以额定寿命为基准；其定义是：以一批同样的产品，逐个在相同的条件及额定负荷下运行，其中 90未曾发生表面剥离现象而能达到的总运行距离。 b. 寿命的校核计算 导轨的寿命会因实际承受的工作负荷而不同，可依据选用之导轨的基本动额定负荷及工作负荷推算出使用寿命。 根据以上计算，我们选择型号为 3. 滚珠丝杆的选择计算 已知：丝杠用于传动，选用 作时有轻微震动，螺母带动的 5此丝杠轴向工作载荷 147N， 147N，工作速度 2m/进速度 6m/度3级，可靠性 90，工作寿命 8年以上。 计算项目 计算及说明 主要结果 寿命的校核计算 1. 不考虑环境因素影响，寿命计算如下所示。 L=( )3*50 (47*103*50 33294 : 额定寿命 基本动额定负荷 P : 工作负荷 2. 寿命时间的换算 依使用速度及频率将寿命距离换算成寿命时间。 *103/(0) = (C/P)3*50*103/(0) =138727h : 寿命时间 (L : 寿命 ( 运行速率 (m/C/P : 负荷比 按照每天工作 8小时计算，至少可以工作 足设计要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 8 1 计算项目 计算及说明 主要结果 1/3（ 2 147N 由工作速度 2m/m/定导程为 5 丝杆轴的转速 4000/5800r/ 2000/5400r/量转速 (2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 9 1 600r/按每天 8小时， 10年时间，选 360 8 1028800 C m（ 601/3/100 1 1 833N 荷最大时工况进行静载荷计算 2 147N 294N 根据台湾上银丝杠资料，选用其 205买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 0 1 丝杠规格为 : a 定静载荷 定动载荷 螺母长度： L44根据 1) 测量精度 40m/s）、中速和低速（ v 选取合适。 取轴承6202 合适 五 设计小结 缺点、及有待解决的问题 作为一个测量仪器，要求的精度以及重复性是非常高的，这次设计的凸轮轴测量仪运用了现在比较热门的机器视觉作为测量手段，又采用了步进电机光栅等元件，因此对信号采集，图像处理，运动控制等方面有较高的要求。导致影响最后测量精度的因素太多，因此调试过程会比较复杂。 本设计中的机械结构相对比较简单，但是关键零件精度要求非常高，对加工工艺以及设备要求较高，装配精度也要求较高，因此 装配调试也比较复杂。 本设计中需要提高的地方有：活动顶尖部件的锁紧结构的优化，齿轮传动比、电机、丝杠参数选择的优化。 2项目小结 在设计过程中，要实现真正意义上的并行设计很难， 供了一种在 实际的设计过程中，也发现了很多的问题，包括了我自己对 机制的理解及应用，也包括了 及 某些机制或者功能的缺失。 通过这个项目，我对 应用 得到了提高，为将来打下了坚实的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 误 !未指定书签。 1 1 六 . 参考资料目录 1 北京有色冶金设计研究总院成大先主编 . 机械设计手册 . 第四版 . 北京：化学工业出版社， 2002 2 3 4 5 杨可桢 程光蕴 主编 第四版 6 高丽萍 ,李郝林