连杆两孔轴线平行度测量仪的设计

《连杆两孔轴线平行度测量仪的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、连杆两孔轴线平行度测量仪的的设计河北科技师范学院机电工程学院机械设计制造及其自动化0802班摘要：连杆是发动机的关键零件之一，它的质量直接影响着发动机的工作性能和使用寿命，因此对其有很高的尺寸和形位精度要求。为保证这些要求，连杆测量成了生产中频繁而又不可缺少的环节。本文介绍了一种智能化连杆两孔轴线平行度测量仪的机械系统的设计，该设计过程包括导轨的选择与设计、滚珠丝杠的设计与选择、步进电机的选择、齿轮的传动的设计与计算、夹具的设计与选择。该测量仪的结构简单、测量精度高、操作方便。关键词：连杆；轴线平行度；测量　1绪论连杆是发动机的重要零件之一，它连接着活塞和曲轴，其作用在活塞上的力传给曲轴

2、以输出功率。其大小孔的中心轴线的平行度等尺寸直接影响到发动机的工作性能、使用寿命及机车的整体性能。因此，对其大小孔的中心轴线的平行度有很高的要求。另外生产过程中严格控制连杆的大小孔的中心轴线的平行度，不仅可以提高产品质量，更好的实现互换性，还可以获得最佳的社会经济效益，因此在生产过程中对连杆的轴线平行度进行检测、控制就显得格外重要。另一方面，近几年来，我国从国外引进了数条连杆生产线，并按照国外标准要求生产与配套，有的生产线有返销任务。国内也有一些连杆生产线在水平上档次，利用现有条件及设备，按国外标准进行生产[1]，连杆在生产过程中是流水作业、产量大、节拍快，因此，连杆测量仪向高精度、高效

3、益、操作简单的方向发展是一种趋势。本文的目标就是研制一种精度高，操作方便的连杆平行度测量仪。2连杆两孔轴线平行度测量仪总体方案设计分析2.1原理分析连杆两孔轴线平行度测量仪的装置中使用了传感器对数据进行采集，测量时模数转换器（A/D）将传感器所反映的连杆参数变化量的模拟信号转化为计算机可以识别的数字信号，计算机对测量数据进行实时采集，得到两孔内多个监测点的数据，进行数据处理分析，最后将测量的结果在计算机屏幕上显示出来[2]。该测量仪所用的传感器是位移传感器，传感器分别分布在大小连杆测头上，每个测头上分别装有4个位移传感器，这里假定每组触头中俩对相对的触头的连线相互垂直，并把两连线定为x轴

4、和y轴，交点定位坐标原点。连杆固定时，大小测头进入连杆孔中，采集一次数据：、、、、、、、，然后测头再移动h距离，再采集一次数据，分别为、、、、、、、。用标准样板能够知道原始各个触头的坐标，我们设为、、、；、、、，那么就可以算出采集第一次数据时，触头的坐标分别则有四个坐标，可以确定一个圆及其圆心。假设第一次采集数据时，大测量头和小测量头的触头坐标所确定的圆的圆心坐标分别为，。同样的道理可以确定第二次采集数据时，大测量头和小测量头的触头坐标所确定的圆的圆心坐标分别为，。那么连杆大孔的轴线就可以粗略的认为是第一和第二次采集数据时大测头触头所确定的两个圆的圆心的连线，连杆小孔的轴线就可以粗略的认

5、为是第一和第二次采集数据时小测头触头所确定的两个圆的圆心连线，这样相当于将虚拟的轴线转化为两条已知的直线。根据平行度的概念做出几何关系，就可以得到以大孔轴线为基准的平行度如下[3]：X方向的平行度为：Y方向的平行度为：2.2方案确定由上述原理分析可知，机械部分要实现的动作为：连杆定位并夹紧，这个动作需用专用夹具完成；另一个动作是测头进入连杆孔中，要实现这个动作，需设计传动机构。则连杆的机械结构如图1所示，当连杆被定位夹紧时，电动机带动减速齿轮运动，进而带动丝杠副运动，丝杠副运动又带动工作台移动，从而带动测头进入连杆孔中。1.夹具2.测头3..导轨4.工作台5.丝杠6.减速齿轮7..电动机

6、·图1机械简图3.传动系统的设计3.1导轨的设计导轨型式三角形导轨——导轨在垂直作用力下，磨损后有自动补偿的能力，不会产生间隙，故导向精度高。矩形导轨——结果简单，承载能力大，刚度好，故应用广泛。燕尾型导轨——结构紧凑可以承受颠覆力矩。圆形导轨——用于承受轴向载荷该机器所取精度高，所以选用三角形导轨3.2滚珠丝杠设计3.2.1滚珠丝杠的安装连杆两孔轴线平行度测量仪的进给系统要获得较高的传动精度除了滚珠丝杠螺母本身的刚度外，滚珠丝杠正确的安装及其支撑的结构刚度也是不可忽视的因素[4]。为了提高支撑的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的,设计中由于滚珠丝杠只是带动测头部分往复运动，所以

7、轴向力并不是太大，故两端只采用球轴承支撑。结构如图3图3滚珠丝杠安装形式3.2.1滚珠丝杠的设计计算因为是测量仪，所以传动精度要求高，因而选择小导程的滚珠t=4mm，然后再计算出最大工作载荷Fm，从而选出滚珠丝杠的型号为FSG16×04,其参数如表1，其外形如图4图4滚珠丝杠外形表1滚珠丝杠螺母副几何参数类型d0公称直径pho导程Dw球径d1d2D1g6D2-0.1-0.2D3D4D5D6L1L2L3S油孔FSG16×041642.