[发明专利]一种圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测系统及方法

权利要求书

1.一种圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法，其特征在于，所述圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法包括：通过测控装置设置电机转速和凸轮的运动规律，打开第二三爪卡盘，夹紧分度盘，然后对分度盘进行调心并夹紧；打开第一三爪卡盘夹紧凸轮，并转动顶尖锁紧手轮，使顶尖进行辅助支撑，对凸轮进行调心并夹紧；转动第一手轮，移动支撑框架，调整凸轮和分度盘的中心距到设计中心距，转动高度调整手轮移动分度盘的上下位置使凸轮和分度盘进行啮合；然后利用塞尺测量分度盘滚子和凸轮槽之间的间隙，检测凸轮槽的宽度是否在合格。

2.如权利要求1所述的圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法，其特征在于，所述圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法还包括：手动测量凸轮廓面误差时，让电磁离合器断开凸轮轴和电机的连接，转动凸轮转动手轮，通过齿轮传动带动凸轮运动，凸轮轴通过齿轮连接带动凸轮编码器转动，凸轮和分度盘啮合，带动分度盘运动，调整力矩调整螺栓对分度盘加载，转动手轮进行测量，通过读取凸轮编码器和分度盘编码器的数据获取凸轮和分度盘的转角、转速和加速度关系，和设计曲线对比，获得误差并显示；自动测量，通过测控装置将电机转速调低，利用电机带动凸轮转动，完成凸轮廓面误差测量。

3.如权利要求1所述的圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法，其特征在于，所述圆柱间歇凸轮廓面误差和动力学检测方法还包括：进行凸轮动力学测量时，通过测控装置设定电机转速，电磁离合器连接凸轮轴和电机，启动电机，分度盘和凸轮啮合，读取凸轮编码器和分度盘编码器的数据获取凸轮和分度盘的转角关系，对数值进行微分获得转速关系，对转速进行微分获取加速度信号，通过读取加速度传感器获得分度盘的振动信息，把信号分屏显示；

加速度传感器用于凸轮的动力学检测的加速度和振动测量，首先进行低通滤波，滤除杂波，然后进行采样，信号采用卡曼滤波，加速度值信号AXIAN采集后转换成角加速度为AJIAO＝AXIAN/R，R为传感器到回转中心的距离；

获得凸轮和分度盘的角度速度和加速度信号后，进行数据显示，横坐标为凸轮转角，纵坐标分别为分度盘的角度、角速度和角加速度信号；

脉冲编码器输出A相和B相两路方波信号，用计数器计算脉冲总数NUM，A相超前B相，正转，来一个脉冲NUM加1，反之，B相超前A相，反转，来一个脉冲NUM减1，编码器线数为N，4倍细分，转过的总角度为angle＝360*NUM/N/4，单位：度；速度的计算，每单位时间t毫秒内累计一次脉冲数VNUM，计算一次速度V＝1000*360*VNUM/4/t，单位：度/秒；角加速度的计算A＝1000*(V_t-V_t-1)/t，V_t为时刻t的速度，单位：度²/秒；

圆柱间歇凸轮凸轮廓面上各点坐标误差的计算：建立圆柱间歇凸轮机构的坐标系O₁-X₁Y₁Z₁，利用啮合原理和空间张量变换法，得在O₁-X₁Y₁Z₁坐标系中凸轮的工作廓面方程：

式中，l：滚子中心线到转轴的距离，c：中心距，R：滚子半径，δ：滚子任意截面到凸轮轴的距离，β：凸轮与滚子的接触角，τ、θ：分别为摆杆和凸轮的转角，且满足凸轮的运动规律：τ＝τ₀+τ(θ)；

通过测量已知分度盘的转角误差Δτ，根据工作廓面方程可知，得实际廓面方程为：

根据凸轮的运动规律τ＝τ₀+τ(θ)和不同的δ值，带入可得工作廓面上各点的误差值：