用萬能工具顯微鏡檢測(cè)凸輪(上)

萬能工具顯微鏡能測(cè)量凸輪。凸輪都有哪些類型?對(duì)凸輪有哪些要求?如何進(jìn)行測(cè)量?

1.類型和技術(shù)要求

凸輪是使機(jī)械產(chǎn)生特定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的部件。常見的是極坐標(biāo)凸輪，其工作面輪廓是一條封閉或不封閉曲線。在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與其工作面緊密接觸的從動(dòng)桿隨著工作面的起伏，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，其位移量，稱為“升程”。大多數(shù)凸輪的升程方向?yàn)橥馆啅较颍簧贁?shù)凸輪的升程方向?yàn)橥馆嗇S向，后者被稱為“端面凸輪”。

測(cè)量凸輪的目的，就是檢驗(yàn)“升程”和“轉(zhuǎn)角”的對(duì)應(yīng)關(guān)系是否滿足設(shè)計(jì)要求。

以“轉(zhuǎn)角”為橫坐標(biāo)；以“升程”為縱坐標(biāo)，所繪制的曲線稱為“升程曲線”。如果凸輪“升程h”和“轉(zhuǎn)角φ”的對(duì)應(yīng)關(guān)系可用一個(gè)函數(shù)式h=f(φ)來描述，則稱為“函數(shù)曲線”凸輪；如果凸輪“升程”和“轉(zhuǎn)角”的對(duì)應(yīng)關(guān)系是用一張表格來描述的，則稱為“列表曲線”凸輪。前者如：偏心輪、阿基米德螺線凸輪（圖1）、對(duì)數(shù)螺線凸輪等。而汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪都屬于后者（圖2）。

每個(gè)凸輪都具有“基圓R0”，凸輪的“升程”起始于基圓，該點(diǎn)稱為升程曲線的“起點(diǎn)”。對(duì)于汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪，一根軸上有多片凸輪，被稱為“凸輪軸”（見封面圖）。各片凸輪相互之間具有相位要求。所謂“相位差”，系指各片凸輪升程曲線起點(diǎn)之間的角度差。

2.測(cè)量器具

被測(cè)凸輪一般采用頂針安裝；不帶軸的單片凸輪，需要配上帶中心孔的芯棒才能安裝。被測(cè)凸輪軸安裝在分度頭和尾座的頂針之間。芯棒一端采用雞心夾與分度頭頂針上的撥叉相聯(lián)接（圖3）。測(cè)量中，凸輪的轉(zhuǎn)角由分度頭產(chǎn)生。升程的測(cè)量，除可以采用圖示的光學(xué)定位器外，還可以采用測(cè)高裝置。

端面凸輪可以使用分度頭和光學(xué)定位器（圖4）或分度臺(tái)和測(cè)高裝置（圖5）進(jìn)行測(cè)量。

無論凸輪的函數(shù)公式，還是凸輪的升程表中的數(shù)據(jù)，并非代表凸輪表面上各點(diǎn)的極坐標(biāo)，而應(yīng)該是：相對(duì)于各轉(zhuǎn)角位置，從動(dòng)桿的位置。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)桿觸頭圓心軌跡所形成的“包絡(luò)線”，才是函數(shù)式或升程表所描述的，我們稱之為“工作廓線”（圖6）。

應(yīng)該指出：凸輪“表面廓線”與以上“工作廓線”之間并非只相差一個(gè)觸頭半徑R，而是隨表面輪廓線上各點(diǎn)不同斜率而改變的變量。圖6所示：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角為時(shí)，所對(duì)應(yīng)的凸輪表面的極坐標(biāo)是A點(diǎn)，其表面廓線升程應(yīng)為；但是觸頭已經(jīng)先與凸輪A點(diǎn)以外的B點(diǎn)接觸，實(shí)際起作用的是表面廓線升程，二者存在差異，其差異量隨觸頭形狀和工作半徑的不同而不同。

常見的測(cè)頭的形式如圖7所示，其特點(diǎn)和適用范圍如下：

a．尖頂測(cè)頭——工作半徑R→0，測(cè)頭形狀為與凸輪軸線平行的刀口，適用于表面廓線就是工作廓線的凸輪。

b.圓頂測(cè)頭——工作半徑R，測(cè)頭形狀為球面或與凸輪軸線平行的圓柱，適合于圓柱滾子推桿凸輪。

c.平頂測(cè)頭——工作半徑R→∞，測(cè)頭形狀為與凸輪徑向垂直的平面或圓柱，適合于平推桿凸輪。

測(cè)量時(shí)，只有根據(jù)圖紙要求選擇測(cè)量頭的形式和半徑，才能獲得正確的測(cè)量結(jié)果。

未完待續(xù)......

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