[发明专利]一种凸轮轴综合参数检测仪

说明书

本发明涉及一种凸轮轴综合参数检测仪，特别是一种用于测量内燃机凸轮轴的综合参数的检测仪器。

目前国内外各发动机生产厂家对凸轮轴的设计基准不同，如美国康明斯、柳州汽车发动机厂和玉林柴油机厂是以相邻主轴颈圆心连线为基准，东风EQ140、意大利菲亚特是以基圆圆心为基准，北内212、天津大发是以两端主轴颈圆心连线为基准。以往的凸轮轴检测仪，一般采用光学分度头和阿贝头装置靠人工进行测量，用它测量一根汽车凸轮轴，由于凸轮轴的数据多达上万个需要三人工作两天才能检测完，且无法按图纸设计要求进行偏心换算，因而只能是小样本抽样检测，且精度低，重复检测精度更低，难以保证产品质量。中国专利CN87208774提供一种凸轮轴检测仪，它采用一台测量计算机、一台分析计算机、数字分度头和数字阿贝头只实现对内燃机凸轮轴以基圆圆心为基准检测凸轮升程曲线值。

本发明的目的是提供一种可以对按任意设计基准生产的凸轮轴进行检测，且检测过程简易、快速，检测结果准确、可靠的凸轮轴综合参数检测仪。

本发明所述的凸轮轴综合参数检测仪，包括：工作台、位于工作台上的凸轮轴支撑机构、预装控制软件及凸轮设计数据的计算机、位于支撑机构一端用于测量支撑机构所支撑凸轮轴旋转角度的角度传感器及其与计算机相连接的接口电路、由计算机控制的驱动支撑机构以带动凸轮轴旋转的转动驱动装置、测量与凸轮轴轴线垂直方向的垂直长度传感器及其与计算机相连接的接口电路。在工作台上还有一横向移动机构及计算机控制的平行移动驱动装置，横向移动机构在平行移动驱动装置带动下可沿与支撑机构轴线平行的方向左右移动，垂直长度传感器安装其上，本检测仪的工作台上还有一用于测量垂直长度传感器构左右位置的平行长度传感器及其与计算机之间的接口电路。

安装在移动机构上的垂直长度传感器的传感轴中心与支撑机构的轴线等高。

角度传感器、垂直长度传感器和平行长度传感器均采用传感器与接口电路为一体的光栅传感器，角度传感器为圆光栅，两个长度传感器为长光栅。

垂直长度传感器上有一垂直驱动装置，此装置驱动垂直长度传感器的传感轴做与支撑机构轴线垂直的传感轴向移动。

横向移动机构采用一个与支撑机构轴线平行制做在工作台上其横截面为山形的的导轨。

转动驱动装置、平行移动驱动装置和垂直驱动装置采用步进电机为动力，步进电机的驱动电源由计算机控制。

计算机采用PC微机，使PC微机接受各传感器的数据并控制各驱动装置的动作，PC微机配有数据输出装置，如软驱、打印机或绘图仪。

垂直长度传感器传感器的传感头可换成弯钩形测量头，用以测量凸轮轴上齿轮的螺旋角，与齿面接触的测头相对于支撑机构轴线的高度等于齿轮节圆半径。

本发明的检测方法及原理：

一、凸轮轴测量方法及原理。

首先由计算机控制平行移动驱动装置使垂直长度传感器的测头即阿贝头移动到凸轮轴各主轴颈位置，自动启动转动驱动装置带动凸轮轴转动，由计算机将每度的阿贝数值进行连续采集，这样先得到各主轴颈的基本数据，计算机由各主轴颈的数据计算出各主轴颈的中心相对于旋转中心的偏心量，然后根据已存储在计算机中的凸轮轴设计所要求的基准数据由计算机计算出所要求的基准对旋转中心的偏心量，并将此偏心量换算到各凸轮和主轴颈上。

再由计算机控制阿贝头分别横向移动到各凸轮的位置并使凸轮轴旋转，对凸轮轴上的各凸轮的数据进行采集，由计算机按图纸要求对这些数据进行偏心改算，将换算后的升程进行误差分析，按误差分配的最小原则来确定凸轮的对称中心，并计算出凸轮误差、凸轮基圆半径、摆差、相位角等数据，同时对这些数据按图纸要求进行分析，得到对称或非对称凸轮在各区段的总误差、相邻差及累积误差，并给出超差的点数，找出最大超差值和最大超差点的位置，最后由计算机自动生成检测报告并绘制出凸轮误差曲线。

二、凸轮轴上齿轮螺旋角的测量方法及原理。

由阿贝头和角度传感器的分度头组成一个极坐标测量装置，在阿贝头前端装一弯钩形测量头，测头前进与齿轮齿面接触，测头高度等于节圆半径。当旋转分度头在垂直位置读一个点，转到测头与中心的位置时，由计算机记录分度头此时的角度，阿贝头横向移动同时分度头旋转，使得测头再回到齿轮中心位置，记录分度头此时的角度，依次逐点测量齿轮的一个完整齿面，