校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器及其使用方法
【專利摘要】校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器及其使用方法,包括：校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器，為一根專用偏心軸，偏心軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏心圓柱寬度為30±2mm，偏心軸兩端直徑為16～30mm，基圓軸直徑為30～50mm，偏心圓直徑為41～58mm,偏心距為4～5.5mm。具體使用方法為：選取三件能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓尺寸的不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)器；計算標(biāo)準(zhǔn)器各角度升程；制作標(biāo)準(zhǔn)升程表；判斷標(biāo)準(zhǔn)器的“敏感點”；按照一般凸輪軸的測量方法，得到實測升程表；將此升程表和標(biāo)準(zhǔn)升程表進(jìn)行比對即可得出升程誤差值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差。
【專利說明】校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計量儀器校準(zhǔn)領(lǐng)域，涉及一種校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器及其使用 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在我國計量儀器校準(zhǔn)領(lǐng)域，凸輪軸測量儀器的校準(zhǔn)方法主要有兩種；一種是 按照J(rèn)JG57-1999《數(shù)顯、光學(xué)分度頭》檢定規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)，W標(biāo)準(zhǔn)芯軸、多面棱體作為標(biāo)準(zhǔn)器 來檢定凸輪軸測量儀器的單一分項誤差；另一種則是目前業(yè)內(nèi)普遍采用的做法：采用行業(yè) 內(nèi)公認(rèn)的較先進(jìn)儀器生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的凸輪軸測量儀器先行測量一根凸輪軸，然后W此凸 輪軸的測量數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)，與用被校準(zhǔn)儀器所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對來確定儀器綜合誤差。 對于第一種校準(zhǔn)方法，由于凸輪軸的復(fù)雜性，單項測量不僅繁瑣，而且難W直接保證凸輪軸 測量儀器的整體測量結(jié)果的精準(zhǔn)程度。而W較高精度儀器的測量數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對， 雖然反映了凸輪軸測量儀器的綜合誤差，但難W實現(xiàn)量值溯源。因此，W上兩種檢定校準(zhǔn)方 法所使用的標(biāo)準(zhǔn)器都難W滿足計量準(zhǔn)確可靠、科學(xué)有效地傳遞量值的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的凸輪軸測量儀器校準(zhǔn)技術(shù)上存在的難W溯源、難W通用 的問題，提供一種可W溯源、準(zhǔn)確可靠、可操作性強的校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器及其使 用方法。
[0004] 本發(fā)明采用如下方案實現(xiàn)上述目的：校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器，為一根專 用偏也軸，偏也軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏也圓柱寬度為30±2mm， 偏也軸兩端直徑為16?30mm，基圓軸直徑為30?50mm，偏也圓直徑為41?58mm,偏也距 為 4 ?5. 5mm。
[0005] 具體使用方法為： 1、 選取H件不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)器，能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓 尺寸； 2、 計算標(biāo)準(zhǔn)器各角度升程； 由于實際測量工作中，使用兩種測頭：滾子測頭和平面測頭；其升程與角度的數(shù)學(xué)關(guān) 系分析過程如下： a.平面測頭 〇3'圓為偏也圓W〇i為回轉(zhuǎn)中也，轉(zhuǎn)動目角之后的位置，直線N2為轉(zhuǎn)動后測頭的位置， 如圖2所示： R ;偏也圓半徑； e ;偏也量； 目帶角； S ;偏也圓轉(zhuǎn)動目角后的升程 〇1;偏也圓的回轉(zhuǎn)中也；0 2;測頭起始位直； 化:偏也圓圓也起始位直；〇2 :偏也圓轉(zhuǎn)動目角后測頭的位直； 〇3' ；偏也圓轉(zhuǎn)動目角后偏也圓圓也的位置； 升程：S=〇i〇3_〇iM=e_ecos P =e (1-C0S P )-----------------------(1) b.滾子測頭 〇3'圓為偏也圓W〇i為回轉(zhuǎn)中也，轉(zhuǎn)動目角之后的位置，〇2'圓為轉(zhuǎn)動后測頭的位置，女口 圖3所示： R ;偏也圓半徑； r ;測頭半徑； e ;偏也量； 目：轉(zhuǎn)角； S ;偏也圓轉(zhuǎn)動目角后的升程； 化;偏也圓的回轉(zhuǎn)中也； 化;測頭球也起始位置； 化:偏也圓圓也起始位置； 〇2' ；偏也圓轉(zhuǎn)動目角后測頭球也的位置； 〇3' ；偏也圓轉(zhuǎn)動目角后偏也圓圓也的位置； 升程；S=-(R+r) + (l-cos 目）e+[( R+r)2-(l-cos2 目）e2 ]1/2-----------(2) 3、 制作標(biāo)準(zhǔn)升程表； 根據(jù)偏也量校準(zhǔn)結(jié)果，利用上述公式（1)，公式（2)，計算出轉(zhuǎn)角目=1。、2°、3°…… 360°所對應(yīng)的升程值，由此制作升程表，W備校準(zhǔn)用； 4、 判斷標(biāo)準(zhǔn)器的"敏感點"； 對所獲得的升程表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，令相鄰的升程兩兩相減，得到多組數(shù)據(jù)，取其中差值 最大的點即為"敏感點"，讀取相應(yīng)的角度值； 5、 將標(biāo)準(zhǔn)器裝夾在儀器頂尖間，帶動器帶動良好，按照一般凸輪軸的測量方法，操作儀 器主軸旋轉(zhuǎn)一周，得到實測升程表；將此升程表和標(biāo)準(zhǔn)升程表進(jìn)行比對即可得出升程誤差 值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差； 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后得到的有益效果是：該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，原理科 學(xué)，校準(zhǔn)過程可操作性強?？朔爽F(xiàn)有校準(zhǔn)方法的不足，W偏也軸作為標(biāo)準(zhǔn)器，使得原本復(fù) 雜的溯源難題得W解決。通過所述方法得到的校準(zhǔn)結(jié)果可W真實地反映儀器狀態(tài)，校準(zhǔn)結(jié) 果準(zhǔn)確度有大帖度提局。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本發(fā)明校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007] 圖2為本發(fā)明中使用平面測頭情況下升程與角度數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)示意圖。
[0008] 圖3為本發(fā)明中使用滾子測頭情況下升程與角度數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)示意圖。

【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖1?3所示，校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo) 準(zhǔn)器，為一根專用偏也軸，偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓 柱寬度L3=30±2mm，偏也軸兩端直徑〇1=16?30mm，基圓軸直徑化=30?50mm，偏也圓直徑 〇3=41 ?58mm,偏也距 e=4 ?5. 5mm。
[0010] 根據(jù)需求我們選取了 H種不同的偏也圓直徑、偏也距組合的偏也軸作為標(biāo) 準(zhǔn)器，分別為；（1)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬 度L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=l6mm，基圓直徑化=3〇mm，偏也圓直徑D3=41mm，偏 也距e=5. 5mm;(2)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬 度L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=3〇mm，基圓直徑D2=5〇mm，偏也圓直徑D3= 58mm，偏 也距e=4mm ;(3)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬度 L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=22mm，基圓直徑D2=40mm，偏也圓直徑D3=5〇mm，偏也距 e=5mm。 加工精度要求：偏也圓柱的圓柱度0. 001mm ;基圓柱圓跳動0. 001mm ;偏也圓柱軸線和 基圓柱軸線的平行度0. 002mm ;偏也軸兩端直徑〇1、基圓直徑〇2、偏也圓直徑的公差均為 + 0. 01臟；偏也距e的公差為+0. 01臟。
[0011] 利用本方法，我們對現(xiàn)有的一臺德國萊茲（leitz)手動式凸輪軸測量儀器進(jìn)行了 升程綜合誤差的校準(zhǔn)，詳細(xì)步驟如下： 1、校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作 我們W使用滾子測頭為例，儀器所用滾子測頭半徑r=9. 000mm，所用標(biāo)準(zhǔn)器偏也量e =3. 991mm，偏也圓半徑R=27. 9315。其中r是測頭實測值，e和R是標(biāo)準(zhǔn)器的實際校準(zhǔn)結(jié)果。
[0012] 2、計算標(biāo)準(zhǔn)器各角度升程，制作標(biāo)準(zhǔn)升程表 利用公式S=- (R甘)+ (1-COS目）e+ [ ( R甘)2- (1-COS2目）e2 ] I/2,制作標(biāo)準(zhǔn)升程表，作為標(biāo) 準(zhǔn)器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，W備校準(zhǔn)使用。

【權(quán)利要求】
1. 校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器，其特征在于：校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器為 一根專用偏心軸，偏心軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏心圓柱寬度為 30±2mm，偏心軸兩端直徑為16?30mm，基圓軸直徑為30?50mm，偏心圓直徑為41?58mm, 偏心距為4?5. 5mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)凸輪軸測量儀器用標(biāo)準(zhǔn)器，其特征在于：使用方法為： 1) 選取三件不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)器，能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓 尺寸； 2) 計算標(biāo)準(zhǔn)器各角度升程； 由于實際測量工作中，使用兩種測頭：滾子測頭和平面測頭；其升程與角度的數(shù)學(xué)關(guān) 系分析過程如下： a. 平面測頭 (V圓為偏心圓以為回轉(zhuǎn)中心，轉(zhuǎn)動0角之后的位置，直線\為轉(zhuǎn)動后測頭的位置； R :偏心圓半徑； e :偏心量； 3 :轉(zhuǎn)角； S :偏心圓轉(zhuǎn)動P角后的升程 〇1:偏心圓的回轉(zhuǎn)中心；〇2:測頭起始位置； 〇3:偏心圓圓心起始位置；〇2\偏心圓轉(zhuǎn)動0角后測頭的位置； 〇3 :偏心圓轉(zhuǎn)動0角后偏心圓圓心的位置； 升程：S^C^-OilV^e-ecos 3 =e (1-cos 3 )-----------------------(1) b. 滾子測頭 (V圓為偏心圓以為回轉(zhuǎn)中心，轉(zhuǎn)動e角之后的位置，〇;圓為轉(zhuǎn)動后測頭的位置； R :偏心圓半徑； r :測頭半徑； e :偏心量； 0 :轉(zhuǎn)角； S :偏心圓轉(zhuǎn)動0角后的升程； 〇1:偏心圓的回轉(zhuǎn)中心； 〇2:測頭球心起始位置； 〇3:偏心圓圓心起始位置； 〇2'偏心圓轉(zhuǎn)動0角后測頭球心的位置； 〇3 :偏心圓轉(zhuǎn)動0角后偏心圓圓心的位置； 升程：3=-〇?+1〇 + (1-。〇80)6+[(1?+1〇2-(1-。〇8 2@)62]1/2-----------(2) 3) 制作標(biāo)準(zhǔn)升程表； 根據(jù)偏心量校準(zhǔn)結(jié)果，利用上述公式（1)，公式（2)，計算出轉(zhuǎn)角￠=1°、2°、3°…… 360°所對應(yīng)的升程值，由此制作升程表，以備校準(zhǔn)用； 4) 判斷標(biāo)準(zhǔn)器的"敏感點"； 對所獲得的升程表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，令相鄰的升程兩兩相減，得到多組數(shù)據(jù)，取其中差值 最大的點即為"敏感點"，讀取相應(yīng)的角度值； 5) 將標(biāo)準(zhǔn)器裝夾在儀器頂尖間，帶動器帶動良好，按照一般凸輪軸的測量方法，操作儀 器主軸旋轉(zhuǎn)一周，得到實測升程表；將此升程表和標(biāo)準(zhǔn)升程表進(jìn)行比對即可得出升程誤差 值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差。
【文檔編號】G01D18/00GK104501850SQ201410660410
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】張秋陽, 孫峰, 劉盟盟, 顧運萍, 林敏 , 趙西佳 申請人:第一拖拉機股份有限公司