凸轮轴偏心的测量与修正方法研究.docx

凸轮轴偏心的测量与修正方法研究丁 力 华１，２孔明１赵军１周 广 才２１．中 国 计 量 学 院 ，杭 凸轮轴偏心的测量与修正方法研究 丁 力 华１，２ 孔 明１ 赵 军１ 周 广 才２ １．中 国 计 量 学 院 ，杭 州 ，３１００１８ ２．哈尔滨精达测量仪器有限公司 ，哈 尔 滨 ，１５００００ 摘要：将实用谐波 分析技术应 用于凸轮轴两端主轴颈偏心修正中 ，建 立了 基 于 凸 轮轴两端主轴颈的 各凸 轮偏 心距和偏 心角的计算模型并对其算法进 行 了 分 析 ，通 过 偏 心 修 正 减 小 了 凸 轮 轴 测 量 基 准 和 设 计基 准不 统一以及 凸轮轴自身弯曲带来的系统 误 差 ，避免了传统修 正 偏 心 算 法 中 的 插 值 误 差 。 搭 建 了 测 量 凸 轮 轴 的 实 验 平 台 ，对主轴颈 和凸轮的实测数据进行了偏心修正 。实 验 结 果 表 明 ，该方法对主轴径 和 凸 轮 偏 心 量 的 修 正 效 果 明 显 ，提 高了仪器的测量精度 。 关键词：凸轮轴；偏心修正；测量与修正；实用谐波分析 中图分类号：Ｕ４６４．１３４ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－１３２Ｘ．２０１２．０８．００９ Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ ＭｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄＣｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣａｍｓｈａｆｔＥｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ Ｋｏｎｇ Ｍｉｎｇ１ ＤｉｎｇＬｉｈｕａ１，２ ＺｈａｏＪｕｎ１ ＺｈｏｕＧｕａｎｇｃａｉ２ １．ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，３１００１８ ２．ＨａｒｂｉｎＪｉｎｇｄａ ＭｅａｓｕｒｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ，１５００００ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆ ｍａｉｎ ｊｏｕｒｎａｌｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｃａｍｓｈａｆｔｅｎｄｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｏｆｃａｍｓｈａｆｔｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄｅｃｃｅｎｔｒｉｃａｎｇｌｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｉｎｊｏｕｒｎａｌｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｃａｍｓｈａｆｔｅｎｄｓａｎｄｔｈｅａｌ－ ｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｗｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄｉｓｕｎｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔｕｍａｎｄｄｅｓｉｇｎｄａｔｕｍ ｏｆｃａｍｓｈａｆｔ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｍｓｈａｆｔｉｔｓｅｌｆａｎｄａｖｏｉｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇｃａｍｓｈａｆｔ ｗａｓｂｕｉｌｔ，ｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ ｗａｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｃｏｒｒｅｃｔｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｍａｉｎｊｏｕｒｎａｌｅｃ－ ｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｃａｍｓｈａｆｔｅｎｄｓａｎｄｃａｍｓｈａｆｔｉｔｓｅｌｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｍｓｈａｆｔ；ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｐｒａｃｔｉｃａｌｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓ 引言 在凸轮测量过程中，由于凸轮轴安装 测 量 的 旋转中心与凸轮实际工作时的旋转中心不在同一 轴线上，因此，测量结果包含了测量基准与设计基 准不统一引起的误差成分［１－３］。同时，加工误差或 自然因素等引起的凸轮轴自身的弯曲也会带来偏 心误差。因此要对凸轮的偏心进行修正，以反映 凸轮本身的真实误差情况［４－５］。 目前，主要的凸轮偏心修正算法有插值法、差 分法、平均值法、曲 线 拟 合 法 等［６－８］。 各 种 算 法 都 有缺点：插值法计算会引入其他误差，削弱偏心修 正的效果；平均值法和差分法不能对非对称凸轮 进行修正；曲线拟合法精度较低，不能用于高精密 凸轮轴测量。因此本文根据实际的等周期测量数 据，利用实用谐波分析技术，按照谐波分解式求系 数的方法求出凸轮轴两端主轴颈的偏心量，进而 ０ 收稿日期：２０１１—１０—１７