[发明专利]一种正六棱截面轴类偏心测量方法

说明书

本发明提供了一种正六棱截面轴类偏心测量方法，通过利用平折挺杆式检测机构可准确便捷地对正六棱截面轴类进行偏心测量。将平折挺杆式检测机构的一端紧靠六方轴，且位于六方轴待测截面下方，同时将位移传感器置于检测机构另一端下方；转动六方轴，检测机构随六方轴绕其回转中心摆动，位移传感器实时记录检测机构的摆动位移值；根据各部分几何关系与数学变换推导出预测的偏心量和偏转角与已知参数及位移传感器示值之间的函数关系式。本发明的测量方法简单便捷，测量精度高，为六方轴直线度测量与六方轴校直等工程问题提供了有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种轴类偏心测量方法，具体是一种正六棱截面轴类偏心的测量方法。

背景技术

传动轴作为机械设备传动的关键零件，其轴线的直线度直接影响着设备的性能，如果传动轴发生弯曲变形即轴线直线度误差较大时，设备将出现振动、磨损、噪声等故障，使用寿命也将大大降低，因此设备对传动轴的轴线直线度有较高要求。正六棱截面轴又称六方轴，具有力学性能好、加工方便、材料利用率高等优点，被广泛用于作为各类设备的传动轴，其轴线直线度同样也对设备性能有很大的影响，因此在实践生产中对正六棱截面轴轴线直线度的测量必不可少。而直线度测量的首要步骤是测量轴上某截面的偏心量，因此正六棱截面的偏心测量是重中之重。

通常圆形截面轴的直线度测量方法是将轴架在V型槽上，然后用磁力表架和百分表，把表打在轴表面上，表的触头垂直于轴表面调零，转动轴并记录表跳动值，便可得到该截面处的偏心量，然后换不同的位置进行多次测量，便可大致得到轴的直线度。然而正六棱截面轴截面为六边形，边上各点到形心的距离并不是固定值，其值大小介于六边形内切圆半径和外接圆半径之间，因此不能用旋转观测百分表跳动这种传统的测量方法来求各处偏心量，需要一种高效专业的测量方法实现对正六棱截面轴偏心量的测量，以满足实践生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正六棱截面轴类偏心测量方法，可准确便捷地对正六棱截面轴类进行偏心测量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

将平折挺杆式检测机构的一端紧靠正六棱截面轴，且位于正六棱截面轴待测截面下方，同时将位移传感器置于平折挺杆式检测机构另一端下方。转动正六棱截面轴，平折挺杆式检测机构随正六棱截面轴绕其回转中心摆动，位移传感器实时记录平折挺杆式检测机构的摆动位移值。根据各部分几何关系与数学变换推导出预测的偏心量、偏心角与已知参数及位移传感器示值之间的函数关系式。

定义平折挺杆式检测机构回转中心为坐标原点O(0,0)，平折挺杆式检测机构基本结构尺寸分别为C，r，E；正六棱外径为R，截面偏心量(挠度)和偏心角为e和平折挺杆式检测机构与x轴夹角为θ，位移传感器示值为z；顶尖回转中心为O′(A,B)，工件截面几何中心为O″(A₀,B₀)。

根据平面解析几何原理和三角函数关系得到各点和折杆的方程：

式中为安装时初始偏心角，β为正六棱轴转过的角度。

L₀:x＝-r (2)

L₁:y＝-xtan(θ)-C/cos(θ) (3)

L₂:y＝-xtan(θ)+E/cos(θ) (4)

位移传感器示值z去除位移传感器θ＝0初始位置-C，获得位移传感器绝对示值为：

z＝rtan(θ)-C/cos(θ)+C (5)

以为O″极坐标原点，初始状态正六棱轴截面极坐标方程(α,r)表示为：