凸轮轴测量仪设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828 或 11970985 凸轮轴测量仪设计 摘 要 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。 凸轮轴测量仪采用精密机械、光栅、微型计算机等技术，为满足汽车、摩托车发动机凸轮轴、汽车前后桥刹车凸轮轴等检测要求而特殊设计制造的新型测量仪器，可测量凸轮轴的桃形型而误差、桃形对定位键槽的相位角误差、桃形间相位角误差、轴径的径向跳动及凸轮的速度、加速度等测量项目。凸轮轴是工程中常用的零件， 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。所以我设计了一台凸轮轴专用测量仪。 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。 关键词 ： 测量手段 ， 步进电机光栅，精度高， 精密机械 买文档就送您 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 文档就送您 01339828 或 11970985 目录 . 1 . 2 内主要的一些凸轮轴测量仪 . 2 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 . 2 京启点恒达测控技术公司研发的凸轮轴测量仪 . 3 外主要的一些凸轮测量仪 . 5 国阿德柯尔 911凸轮轴检测仪 . 5 瑞士 功能轴类检测仪 . 5 3 项目分析 和 方案拟订 . 7 . 9 . 9 轨的选择 . 9 珠丝杆的选择计算 . 14 光栅的选择 . 15 机的选择 . 15 轮设计 . 18 动轴承的选择及计算 . 26 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 附录 . 31 买文档就送您 01339828 或 11970985 凸轮轴是工程中常用的零件，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。所以我设计了一台凸轮轴专用测量仪。 采用方案是利用 行非接触式测量。这在现阶段的测量技术领域还属于比较新颖的测量技术。因为 能直接利用它来测量这样大尺寸的工件。因此在本测量仪中，只利用它作为一 个识别工件边界的工具，再利用光栅记录 样也可以 得到精确的测量结果。 而且成本也比较低。但是这种测量方法受环境光源的影响较大，因此对环境有一定的要求。 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 01339828 或 11970985 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。 内主要的一些凸轮轴测量仪 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 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。 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。 图 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； 买文档就送您 01339828 或 11970985 （ 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 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 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 向，可达 图 在线式凸轮轴测量仪，其测量平台示意图如图 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 买文档就送您 01339828 或 11970985 （ 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 凸轮轴综合项目测量仪 如图 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： （ 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）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。 买文档就送您 01339828 或 11970985 图 外主要的一些凸轮测量仪 国阿德柯尔 911凸轮轴检测仪 如图 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 图 11凸轮轴检测仪 瑞士 功能轴类检测仪 如图 瑞士 01339828 或 11970985 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。 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 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/p 47*10 所选导轨安全。 买文档就送您 01339828 或 11970985 d. 静安全系数 当导轨使用慢速运动或运动频率不高的状况下，需考虑静安全系数。 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。 4） 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 静安全系数 基本静额 定负荷 (P : 工作负荷 ( 计算项目 计算及说明 主要结果 买文档就送您 01339828 或 11970985 根据以上计算，我们选择型号为 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 01339828 或 11970985 1/3（ 2 147N 由工作速度 2m/快进速度 4m/定导程为 5 丝杆轴的转速 4000/5 800r/ 2000/5 400r/量转速 (2 600r/按 每 天 8 小时， 10 年 时 间 ， 选 360810 28800 Cm（ 601/3/10011 833N 荷最大时工况进行静载荷计算 2147N 294N 根据台湾上银丝杠资料，选用丝杠规格为 : 205定静载荷 定动载荷 螺母长度： L 44光栅的选择 根据 1) 测量精度 40m/s）、中速和低速（ v 选取合适。 选取轴承 6202合适 买文档就送您 01339828 或 11970985 结论 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， 实际的设计过程中，也发现了很多的问题，包括了我自己对 及包括了 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 01339828 或 11970985 致谢 此次毕业设计是在王平诸老师的精心指导及全力支持下完成的。本系统的设计成功与王老师的帮助是密不可分的，再加上自身的努力才能圆满地完成预期的目标。王老师对新知识，新事物都有自己独到的 理解，这深深的影响了我对学习的态度，将使我终生难忘。他一丝不茍的工作态度和认真负责的敬业精神同样给了我巨大的收益和鼓舞。这些都将使我受益匪浅，同时也要感谢我的父母，不是你们我就不可能在大学校园里，也就不可能有这个毕业设计！ 同时非常感谢学校为我们提供了这一次毕业设计的机会，这次课程设计是对我们已经学习过的专业知识的一次复习和总结，也是对我所学专业知识的一个扩充和实践。作为机械专业的学生，这次毕业设计为我们以后的毕业设计提供了良好地借鉴效果。 最后，我要以最真挚的感情来感谢指导本次毕业设计中的导师，是您们用辛 勤的劳动、无私的奉献和渊博的知识换来了我的毕业设计。同时感谢各位同学对我的帮助，只有我们不断的努力学习，明天才会更加美好，努力做一个对社会有益的栋梁之才。买文档就送您 01339828 或 11970985 参考文献 1 北京