[发明专利]一种圆锥滚子曲率半径的测量方法

摘要

一种圆锥滚子曲率半径的测量方法，使用到一套测量装置，测量装置含基座(1)、二维移动活动架(2)、支架(3)、激光位移传感器(4)、夹紧套(6)、气浮转台(7)、气浮轴承(8)及伺服电机(9)，本发明利用激光位移传感器测量圆锥滚子同一高度处两段圆弧的曲率半径，采用非接触式在测量过程中不会破坏圆锥滚子表面圆弧的精密结构和轮廓，再利用最小二乘法拟合出该高度处的曲率半径，重复相同的过程就能测量其它高度处的曲率半径，从而计算出圆锥滚子的总曲率半径，从而判断出总曲率半径是否符合设计要求，提高圆锥滚子曲率半径的测量精度，避免人工误差，从整体上有效提高圆锥滚子的出厂性能，测量方法简单可靠，测量装置能重复使用。

主权项

一种圆锥滚子曲率半径的测量方法，该测量方法使用到一套测量装置，所述测量装置包括基座(1)、二维移动活动架(2)、支架(3)、激光位移传感器(4)、夹紧套(6)、气浮转台(7)、气浮轴承(8)及伺服电机(9)，伺服电机(9)的旋转角度及旋转速度v₁和v₂均由计算机控制，其中v₁＜v₂，激光位移传感器(4)检测到的被测圆锥滚子(5)曲率半径数据被输入该计算机中，该计算机还存储有最小二乘拟合法，通过该最小二乘拟合法能够计算出被测圆锥滚子(5)的曲率半径，被测圆锥滚子(5)在磨削加工后可以测出其大端和小端，给定圆锥滚子的设计曲率半径为R，其特征是：基座(1)上一侧配置有二维移动活动架(2)，二维移动活动架(2)具有固定的垂直架和随所述垂直架上下移动的水平架，在所述水平架的任一端下方通过螺纹联接能左右移动的支架(3)，支架(3)上固定有激光位移传感器(4)；基座(1)上另一侧配置有气浮轴承(8)，安装在基座(1)下端的伺服电机(9)输出轴穿过气浮轴承(8)后与气浮转台(7)联接，气浮转台(7)水平位于气浮轴承(8)上端面，气浮转台(7)中心线与伺服电机(9)输出轴中心线在联接后是重合的，在气浮转台(7)的上端面配装有能拆卸的夹紧套(6)，配装夹紧后的夹紧套(6)中心线与气浮转台(7)的中心线重合；测量被测圆锥滚子的曲率半径按如下步骤进行：①将被测圆锥滚子(5)的所述大端平放在气浮转台(7)上使被测圆锥滚子(5)的中心轴线垂直于气浮转台(7)水平面，通过夹紧套(6)将被测圆锥滚子(5)的所述大端处夹紧，从夹紧套(6)上端沿处到被测圆锥滚子(5)所述小端处的总高度设定为L，共测量k次，则每次测量的高度间距为l＝L/k，k为自然正整数，调节所述水平架使激光位移传感器(4)先对准被测圆锥滚子(5)所述小端处的圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l₁位0度处；②启动伺服电机(9)按顺时针方向并以v₁旋转30度，此时被测圆锥滚子(5)旋转30度时的位置被标记为l₁位30度处，从所述l₁位0度处到所述l₁位30度处激光位移传感器(4)对被测圆锥滚子(5)的圆弧处进行测量并得出l₁位Ⅰ数据，所述l₁位Ⅰ数据被输入计算机中，计算机利用最小二乘拟合法能够求解出所述l₁位Ⅰ数据的曲率半径r₁；③启动伺服电机(9)按顺时针方向从所述l₁位30度处出发并以速度v₂旋转180度，此时被测圆锥滚子(5)旋转180度时的位置被标记为l₁位210度处；④启动伺服电机(9)按顺时针方向从所述l₁位210度处出发并以v₁旋转30度，此时被测圆锥滚子(5)旋转30度时的位置被标记为l₁位240度处，从所述l₁位210度处到所述零l₁位240度处激光位移传感器(4)对被测圆锥滚子(5)的圆弧处进行测量并得出l₁位Ⅱ数据，所述l₁位Ⅱ数据被输入计算机中，计算机利用最小二乘拟合法能够求解出所述l₁位Ⅱ数据的曲率半径r₂，计算机通过能够计算出被测圆锥滚子(5)在l₁位时的平均曲率半径R₁；⑤将所述水平架向下移动第一个高度间距l使激光位移传感器(4)对准被测圆锥滚子(5)的l₂位处圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l₂位0度处，重复上述②‑④能够计算出被测圆锥滚子(5)在l₂位时的平均曲率半径R₂；⑥在上述⑤的基础上将所述水平架再向下移动第二个高度间距l使激光位移传感器(4)对准被测圆锥滚子(5)的l₃位处圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l₃位0度处，以此类推激光位移传感器(4)从初始测量位置起按高度间距l依次向下移动就具有l₄位0度处、l₅位0度处…和l_k位0度处，不断重复上述②‑④能够计算出被测圆锥滚子(5)在l₃位时的平均曲率半径R₃、l₄位时的平均曲率半径R₄…和l_k位时的平均曲率半径R_k；将上述k次测量得到的R₁、R₂、R₃、R₄、…R_k通过计算机计算出总曲率半径R_总：再通过计算机就能够比较出被测圆锥滚子(5)的总曲率半径R_总是否满足R之设计要求。