CN105180880B - 一种共轭凸轮理论廓线测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共轭凸轮理论廓线测试装置，包括凸轮角定位转动器、凸轮装夹部件、主凸轮廓线测量部件和回凸轮与滚子间隙测量部件。本发明的共轭凸轮理论廓线测试装置不仅能够精确测量出共轭凸轮的理论廓线，而且操作简便，制造成本相对低廉。本发明用凸轮角定位控制器代替价格昂贵的高精度光学分度头，同时利用程序和自动控制校正，保证高分辨率，做到精确定位并显示凸轮的角位移，角定位再现率达0.2°，精度与高精度光学分度头相当，而且使用方便；其第一滚子在压簧的作用下紧贴着主凸轮轮廓面，用千分表测量主凸轮的极径；其共轭凸轮廓线检测还包括功能检测，在主凸轮与滚子完全啮合时，利用厚薄规检测回凸轮与第二滚子之间的间隙。

Description

一种共轭凸轮理论廓线测试装置

技术领域

本发明属于织机领域，具体涉及一种共轭凸轮理论廓线测试装置。

背景技术

目前，积极式共轭凸轮机构已在高速织机上广为使用，积极式共轭凸轮机构采用形封闭，在经纱开口最高位置和最低位置时，工作部件受力最大，在受力最大的位置存在高副短时失效，在惯性力的作用下，凸轮滚子脱离凸轮轮廓，从滚子脱离到凸轮轮廓重新接触，从动杆件产生腾跳和强烈的振动。因此实现形封闭的积极式开口共轭凸轮的制造和测量要求极高，是凸轮机构制造中的难点。

凸轮轮廓不是直线和圆的结合，轮廓曲线是变曲率和变升程的曲线。在凸轮机构中起作用的是凸轮理论廓线，不是凸轮实际廓线。理论廓线测量的是滚子中心的轨迹，理论廓线是凸轮每转过一角度对应的凸轮回转中心与滚子中心之间的长度。检测凸轮理论廓线是一件困难的工作，制作的实际凸轮与数学计算出的廓线很难做到一致，不一致的误差要求高精度的测量工具。凸轮理论廓线一般用极座标表示，测量廓线有两个量值，一个是角度，一个是极径长度。360°角度转1°或0.5°测量对应的极径，精度要求不高用机械分度头，高精度测量用光学分度头，高精度光学分度头价格很高。

共轭凸轮是双联凸轮，要求滚子在任何传动位置，两个滚子与凸轮都能无间隙啮合，这很难做到。无间隙啮合对加工误差和安装误差要求很高，尤其是安装的角误差。误差产生滚子与凸轮之间的间隙、推挤和撞击。滚子与凸轮之间的间隙是多少，间隙允差是多少，都要通过测量和使用来确定。

理论廓线检测包括廓线的座标数值、角位置偏差、滚子的精度、滚子与凸轮的啮合程度和轮廓的表面质量等。测量要在有空气调节的恒温间内进行，以保证凸轮的变形控制在很小范围内。共轭凸轮廓线检测还包括功能检测，在主凸轮与滚子完全啮合时，检测回凸轮与滚子之间的间隙。

发明内容

为了满足上述需求，本发明旨在提供一种共轭凸轮理论廓线测试装置。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种共轭凸轮理论廓线测试装置，由凸轮角定位转动器、凸轮装夹部件、主凸轮廓线测量部件以及回凸轮与滚子间隙测量部件组成；

所述的凸轮角定位转动器包括凸轮角定位转动控制器、凸轮程序输入器、显示器、解析器和联轴器，所述凸轮角定位转动控制器分别连接所述凸轮程序输入器、所述显示器和所述解析器，所述解析器的输出轴与所述联轴器连接；

所述的凸轮装夹部件包括心轴、共轭凸轮、第一滚子、第二滚子、档圈、螺母、尾座和顶尖；所述共轭凸轮的主凸轮与所述第一滚子啮合，所述共轭凸轮的回凸轮与所述第二滚子啮合；所述共轭凸轮、所述档圈和所述螺母均套在所述心轴上，所述心轴上设置有一台阶，所述共轭凸轮的回凸轮靠在所述心轴的台阶上，所述档圈挨紧所述共轭凸轮的主凸轮，所述档圈和所述螺母将所述共轭凸轮锁紧在所述心轴上，所述心轴的一端通过所述顶尖顶住，所述顶尖安装在所述尾座上，所述心轴的另一端通过所述联轴器与所述解析器的输出轴连接；

所述的主凸轮廓线测量部件包括千分表、弹簧、滑块、滑板槽和移动式表架；所述滑板槽内设置有一块可移动的所述滑块，所述滑块上部设置有一圆轴，所述弹簧套在所述圆轴上；所述千分表安装在所述移动式表架的延伸杆上，所述千分表位于所述滑板槽的上部，所述千分表的测量头在所述滑板槽的顶部与所述圆轴的顶部接触；所述滑块下部与所述第一滚子接触，所述第一滚子在所述弹簧的作用下紧挨着所述共轭凸轮的主凸轮，所述第一滚子与所述滑块为紧配合；

所述的回凸轮与滚子间隙测量部件包括共轭凸轮双滚子摇杆机构和一个厚薄规，所述共轭凸轮双滚子摇杆机构由所述共轭凸轮、所述第一滚子、所述第二滚子、所述第一摆杆和所述第二摆杆组成，所述第一滚子和所述第二滚子分别设置在所述第一摆杆和所述第二摆杆的一端，所述共轭凸轮的主凸轮与所述第一滚子完全啮合，所述共轭凸轮的回凸轮与所述第二滚子之间存在间隙Δ，利用所述厚薄规测量所述回凸轮与所述第二滚子之间的间隙Δ。

进一步的，所述第一滚子和所述第二滚子的直径相等，且直径等于实际使用滚子的直径。

进一步的，所述延伸杆与所述的移动式表架刻度槽保持垂直。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种高精度的共轭凸轮理论廓线测量工具，能够精确测量出共轭凸轮的理论廓线。本发明用凸轮角定位控制器代替价格昂贵的高精度光学分度头，同时利用程序和自动控制校正，保证高分辨率，做到精确定位并显示凸轮的角位移，角定位再现率达到0.2°，精度与高精度光学分度头相当，而且使用方便；本发明的第一滚子在压簧的作用下紧贴着主凸轮轮廓面，用千分表测量主凸轮的极径；本发明的共轭凸轮廓线检测还包括功能检测，在主凸轮与滚子完全啮合时，利用厚薄规检测回凸轮与第二滚子之间的间隙。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的共轭凸轮理论廓线测试装置结构示意图；

图2为本发明的测量主凸轮轮廓的理论廓线示意图；

图3为本发明的共轭凸轮双滚子摇杆机构间隙测量装置示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1所示，一种共轭凸轮理论廓线测试装置，由凸轮角定位转动器、凸轮装夹部件、主凸轮廓线测量部件以及回凸轮与滚子间隙测量部件组成。

参见图3所示，共轭凸轮机构一般采用共轭凸轮双滚子摇杆机构，所述共轭凸轮双滚子摇杆机构由所述共轭凸轮7、所述第一滚子8、所述第二滚子9、所述第一摆杆20和所述第二摆杆21组成。

所述的凸轮角定位转动器包括凸轮角定位转动控制器1、凸轮程序输入器2、显示器3、解析器4和联轴器5，所述凸轮角定位转动控制器1分别连接所述凸轮程序输入器2、所述显示器3和所述解析器4，所述解析器4的输出轴与所述联轴器5连接。

凸轮理论廓线用极座标表示，测量廓线有两个量值，一个是角度，一个是极径长度。凸轮转一周360°，廓线测量要求每转过角度1°或0.5°，测量对应的极径。凸轮定位转动控制器就是高精度角度定位，1°或0.5°。定位数据360个，1°一个间隔；定位数据720个，0.5°一个间隔。利用程序和自动控制校正保证高分辨率，转动控制器的角定位再现率达0.2°。

参见图2所示，图2表示测量主凸轮轮廓的理论廓线的示意图，第一滚子与主凸轮轮廓相啮合，如图2测量第一滚子中心B₁、B₂、B₃到主凸轮回转中心O的长度OB₁、OB₂、OB₃，同时测量OB₁、OB₂、OB₃对应的角度θ₁、θ₂、θ₃。

所述的凸轮装夹部件包括心轴6、共轭凸轮7、第一滚子8、第二滚子9、档圈10、螺母11、尾座12和顶尖13；所述共轭凸轮7的主凸轮71与所述第一滚子8啮合，所述共轭凸轮7的回凸轮72与所述第二滚子9啮合；所述共轭凸轮7、所述档圈10均套在所述心轴6上，所述心轴6为高精度心轴，所述心轴6上设置有一台阶，所述共轭凸轮7的回凸轮72靠在所述心轴6的台阶上，所述档圈10挨紧所述共轭凸轮7的主凸轮71，所述心轴6上开设有一段细牙螺纹，所述螺母11旋设在细牙螺纹处，所述档圈10和所述螺母11将所述共轭凸轮7锁紧在所述心轴6上，所述心轴6的一端通过所述顶尖13顶住，保证所述心轴6能够转动，所述顶尖13安装在所述尾座12上，所述心轴6的另一端通过所述联轴器5与所述解析器4的输出轴连接。

安装时先装夹所述心轴6，转动所述心轴6，校正所述心轴6的径向跳动。然后在所述心轴6上装夹所述共轭凸轮7并锁紧，所述共轭凸轮7两端面须满足与凸轮孔垂直的要求。

在检测盘形凸轮廓线时，不管滚子的从动方式是直动或摆动，检测时测量头与被测凸轮设置成对心直动方式。

所述的主凸轮廓线测量部件包括包括千分表14、弹簧15、滑块16、滑板槽17和移动式表架18；所述滑板槽17内设置有一块可移动的所述滑块16，所述滑块16上部设置有一圆轴，所述弹簧15套在所述圆轴上；所述千分表14安装在所述移动式表架18的延伸杆19上，所述千分表14位于所述滑板槽17的上部，所述千分表14的测量头在所述滑板槽17的顶部与所述圆轴的顶部接触；所述滑块16下部与所述第一滚子8接触，所述第一滚子8在所述弹簧15的作用下紧挨着所述共轭凸轮7的主凸轮71，所述第一滚子8与所述滑块16为紧配合，所述第一滚子8与所述滑块16结合成一个整体。

所述心轴6带着所述主凸轮71转动，所述主凸轮71转过一角度，所述第一滚子8随凸轮极径变动而移动，所述滑块16圆轴随所述第一滚子8移动，所述千分表14的测量头与所述滑块16圆轴顶部接触，从所述千分表14上读出移动量。

所述移动式表架18的作用是延长测量范围，所述延伸杆19沿所述千分表14的表刻度槽可上下移动，所述延伸杆19的移动必须与所述移动式表架18的刻度槽保持垂直。以所述主凸轮71基圆为零点，测量所述主凸轮71的升程。所述千分表14的量程小，若升程大于所述千分表14的量程，可移动所述移动式表架18的延伸杆19扩大量程。

因为测量凸轮的理论廓线，所以所述第一滚子8和所述第二滚子9的直径必须等于实际使用滚子的直径，并且所述第一滚子8和所述第二滚子9的直径相等。

所述的回凸轮与滚子间隙测量部件包括共轭凸轮双滚子摇杆机构和一个厚薄规，在所述共轭凸轮7的主凸轮71与所述第一滚子8完全啮合时，所述共轭凸轮7的回凸轮72与所述第二滚子9之间存在间隙。参见图3所示，图3表示共轭凸轮是两个盘形凸轮，共轭凸轮双滚子摇杆机构存在间隙Δ，利用所述厚薄规测量所述回凸轮72与所述第二滚子之间的间隙Δ的大小。厚薄规是用来检验两个相结合面之间间隙大小的片状量规，用塞尺直接读出缝隙的大小。

共轭凸轮双滚子摇杆机构的加工精度由凸轮理论廓线和各杆件的公差组成，各杆件的公差包括中心距、双摇杆的杆长、双摇杆的夹角、共轭凸轮的安装角等杆件和装配要素的公差。这些公差的组合决定了滚子与回凸轮轮廓之间的间隙，间隙大小决定了共轭凸轮机构的动力学性能，间隙大小是共轭机构最重要的精度。间隙是公差的综合，高精度共轭凸轮制造成本很高，间隙要求在0.01毫米以下。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种共轭凸轮理论廓线测试装置，其特征在于：由凸轮角定位转动器、凸轮装夹部件、主凸轮廓线测量部件以及回凸轮与滚子间隙测量部件组成；

所述的凸轮角定位转动器包括凸轮角定位转动控制器(1)、凸轮程序输入器(2)、显示器(3)、解析器(4)和联轴器(5)，所述凸轮角定位转动控制器(1)分别连接所述凸轮程序输入器(2)、所述显示器(3)和所述解析器(4)，所述解析器(4)的输出轴与所述联轴器(5)连接；

所述的凸轮装夹部件包括心轴(6)、共轭凸轮(7)、第一滚子(8)、第二滚子(9)、档圈(10)、螺母(11)、尾座(12)和顶尖(13)；所述共轭凸轮(7)的主凸轮(71)与所述第一滚子(8)啮合，所述共轭凸轮(7)的回凸轮(72)与所述第二滚子(9)啮合；所述共轭凸轮(7)、所述档圈(10)和所述螺母(11)均套在所述心轴(6)上，所述心轴(6)上设置有一台阶，所述共轭凸轮(7)的回凸轮(72)靠在所述心轴(6)的台阶上，所述档圈(10)挨紧所述共轭凸轮(7)的主凸轮(71)，所述档圈(10)和所述螺母(11)将所述共轭凸轮(7)锁紧在所述心轴(6)上，所述心轴(6)的一端通过所述顶尖(13)顶住，所述顶尖(13)安装在所述尾座(12)上，所述心轴(6)的另一端通过所述联轴器(5)与所述解析器(4)的输出轴连接；

所述的主凸轮廓线测量部件包括千分表(14)、弹簧(15)、滑块(16)、滑板槽(17)和移动式表架(18)；所述滑板槽(17)内设置有一块可移动的所述滑块(16)，所述滑块(16)上部设置有一圆轴，所述弹簧(15)套在所述圆轴上；所述千分表(14)安装在所述移动式表架(18)的延伸杆(19)上，所述千分表(14)位于所述滑板槽(17)的上部，所述千分表(14)的测量头在所述滑板槽(17)的顶部与所述圆轴的顶部接触；所述滑块(16)下部与所述第一滚子(8)接触，所述第一滚子(8)在所述弹簧(15)的作用下紧挨着所述共轭凸轮(7)的主凸轮(71)，所述第一滚子(8)与所述滑块(16)为紧配合；

所述的回凸轮与滚子间隙测量部件包括共轭凸轮双滚子摇杆机构和一个厚薄规，所述共轭凸轮双滚子摇杆机构由所述共轭凸轮(7)、所述第一滚子(8)、所述第二滚子(9)、第一摆杆(20)和第二摆杆(21)组成，所述第一滚子(8)和所述第二滚子(9)分别设置在所述第一摆杆(20)和所述第二摆杆(21)的一端，所述共轭凸轮(7)的主凸轮(71)与所述第一滚子(8)完全啮合，所述共轭凸轮(7)的回凸轮(72)与所述第二滚子(9)之间存在间隙Δ，利用所述厚薄规测量所述回凸轮(72)与所述第二滚子之间的间隙Δ。

2.根据权利要求1所述共轭凸轮理论廓线测试装置，其特征在于：所述第一滚子(8)和所述第二滚子(9)的直径相等，且直径等于实际使用滚子的直径。

3.根据权利要求1所述共轭凸轮理论廓线测试装置，其特征在于：所述延伸杆(19)与所述移动式表架(18)的刻度槽保持垂直。