[发明专利]凸轮廓线检测与模拟加工实验装置

说明书

技术领域

本发明属于机械领域的实验装置，具体涉及一种凸轮廓线检测与模拟加工实验装置。

背景技术

凸轮机构是机械领域一种常用的传动机构，在纺织、包装、印刷等轻工机械中应用非常广泛。凸轮机构由凸轮、从动件、机架三个基本构件组成，凸轮是一个作连续运动的具有曲线轮廓或凹槽的构件，当它作等速运动时，通过与之接触的从动件就可以在曲线轮廓或凹槽的推动下，获得相对于机架的连续或不连续的任意预定的运动规律。

凸轮机构的特点是只要设计适当的轮廓曲线，便可以使从动件实现各种复杂的运动规律，并且机构比较简单、紧凑，便于设计，因此，凸轮机构适用于各种自动化和半自动化机械中运动的控制。但是，由于凸轮机构是高副机构，制造比较困难，凸轮廓线的加工质量直接影响到了自动机械的运行质量。通过对凸轮廓线进行检测并分析加工误差，可以有效提高凸轮加工质量。但目前凸轮廓线的检测也是一个比较薄弱的环节，一般生产厂家甚至因为凸轮轮廓几何形状误差检测困难而不予以检测，这就影响了凸轮的传动精度，其应用范围必然也会受到一定的限制。

由于凸轮的加工质量与凸轮廓线的有效检测是密不可分的，因此，凸轮加工及检测实验装置的研发便显得尤为重要。目前集凸轮廓线检测和模拟加工为一体的实验装置非常匮乏，尤其面向高等院校《机械原理》实验教学的凸轮综合实验台还是一片空白。市场上现有的凸轮实验台功能单一，参数固定，技术落后，只能用于定性分析和演示。

发明内容

本发明提供了一种可以对凸轮的运动廓线进行检测，同时也可以模拟加工凸轮的实验装置。

本发明采用如下的技术方案实现：

凸轮廓线检测与模拟加工实验装置，包括机柜和控制台，机柜上设置测轮廓机构、被测凸轮安装机构以及模拟加工实验机构，

所述测轮廓机构包括直线位移传感器、圆柱凸轮测廓杆以及盘形凸轮测廓杆，直线位移传感器的测端连接相对直线位移传感器垂直设置的圆柱凸轮测廓杆，圆柱凸轮测廓杆上又连接相对圆柱凸轮测廓杆垂直设置的并可沿圆柱凸轮测廓杆垂直方向移动的盘形凸轮测廓杆，盘形凸轮测廓杆与圆柱凸轮测廓杆连接的一端套设回位弹簧；圆柱凸轮测廓杆包括杆体以及杆体端部安装的轴线与杆体轴线同轴的滚子，盘形凸轮测廓杆包括杆体以及杆体端部安装的轴线与杆体轴线垂直的滚子；

所述的被测凸轮安装机构包括安装于机柜上并与转动动力相连接的用来安装被测凸轮的凸轮轴；

所述的模拟加工机构包括立式铣形式的铣刀部件和工作台部件，所述的工作台部件包括可产生三轴移动和一轴转动的驱动机构以及其上安装的工作台；

盘形凸轮测廓杆的杆体固定于可沿导轨移动的线性滑块上，导轨通过导轨支座安装于固定底板上，回位弹簧套设于盘形凸轮测廓杆的杆体上，回位弹簧的一端固定于圆柱凸轮测廓杆上，另一端固定于固定底板上设置的弹簧固定支架上，固定底板通过螺栓安装于机柜顶部。

直线位移传感器通过传感器支架安装于固定底板上。

凸轮轴通过轴承和轴承座安装于底板上，底板底部安装驱动用直流电机，驱动用直流电机的输出轴通过主动同步带轮、同步带和从动同步带轮连接凸轮轴，检测时，盘形凸轮安装于凸轮轴轴端，圆柱凸轮安装于两轴承之间的凸轮轴上，也就是说在一个凸轮轴上可以同时安装两种凸轮。

可产生三轴移动和一轴转动的驱动机构包括安装于机柜上的Z向升降机构，Z向升降机构上安装X向运动机构，X向运动机构上安装Y向运动机构，Y向运动机构安装可绕X向旋转的A向旋转机构；

所述的Z向升降机构，包括通过工作台底板固定于机柜上的Z向轴承座，Z向轴承座上安装由滚珠丝杠和滚珠螺母组成Z向滚珠丝杆副，滚珠丝杠一端经Z向联轴器与Z向步进电机连接，滚珠螺母上固定可沿机柜上下滑动的Z向滑台，机柜上装有四个供Z向滑台滑动的Z向导轨；

X向运动机构包括X向导轨支座和安装于Z向滑台的X向轴承座，X向轴承座上安装由滚珠丝杠和滚珠螺母组成X向滚珠丝杆副，滚珠丝杠一端经X向联轴器与X向步进电机连接，滚珠螺母上固定X向滑板，X向导轨支座上装有两个供线性滑块滑动的X向导轨，两个线性滑块连接X向滑板；

Y向运动机构包括Y向导轨支座和安装于X向滑板的Y向轴承座，Y向轴承座上安装由滚珠丝杠和滚珠螺母组成Y向滚珠丝杆副，滚珠丝杠一端经Y向联轴器与Y向步进电机连接，滚珠螺母上固定Y向滑板，Y向导轨支座上装有两个供线性滑块滑动的Y向导轨，两个线性滑块连接Y向滑板；

Y向滑板上设置可装夹盘形凸轮毛坯的小轴以及A向旋转机构；