曲轴连杆颈随动磨削力动态测量方法及测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105922133A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610298350.X(22)申请日2016.05.06(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人姚振强王洪雨张满朝许胜(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.B24B49/10(2006.01)B24B5/42(2006.01)B24B41/06(2012.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称曲轴连杆颈随动磨削力动态测量方法及测量装置(57)摘要本发明提供的一种曲轴连杆颈随动磨削力动态测量方法及测量装置，包括：曲轴，曲轴一端的主轴颈与砂轮头架连接，曲轴另一端的主轴颈与砂轮尾架连接；砂轮，砂轮与曲轴的曲轴连杆颈接触；旋转测力仪，旋转测力仪设置在曲轴的主轴颈上；测量单元，测量单元与旋转测力仪连接。本发明的有益效果如下：通过建立曲轴连杆颈随动磨削过程中磨削力的数学模型，将曲轴连杆颈行星运动过程中磨削力的动态变化转化到主轴颈上所受的磨削力，并用一系列测量设备将磨削力采集，最终形成曲轴随动磨削力动态测量方法。可以对连杆颈上磨削点处磨削力法向与切向分量进行空间位置动态连续精确测量，适用于工程实际，解决曲轴随动磨削力的动态测量问题。CN105922133ACN105922133A权利要求书1/2页1.一种曲轴连杆颈随动磨削力测量装置，其特征在于，包括：曲轴，所述曲轴一端的主轴颈与砂轮头架连接，所述曲轴另一端的主轴颈与砂轮尾架连接；砂轮，所述砂轮与所述曲轴的曲轴连杆颈接触；旋转测力仪，所述旋转测力仪设置在所述曲轴的主轴颈上；测量单元，所述测量单元与所述旋转测力仪连接。2.根据权利要求1的曲轴连杆颈随动磨削力测量装置，其特征在于，所述测量单元包括依次连接的电荷放大器、数据采集系统及终端，所述电荷放大器与所述旋转测力仪连接。3.根据权利要求1的曲轴连杆颈随动磨削力测量装置，其特征在于，所述曲轴两端的主轴颈通过莫氏锥柄及尾架顶尖分别与所述砂轮头架及所述砂轮尾架连接。4.一种曲轴连杆颈随动磨削力的动态测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，以主轴颈中心oc为原点，以主轴颈中心oc指向砂轮中心os的方向为x轴方向，建立直角全局坐标系xocy；以连杆颈中心op为原点，以连杆颈中心op指向主轴颈的中心oc的方向为up轴方向，建立直角局部坐标系upopvp，up轴与直角全局坐标系xocy的x轴之间的夹角为直角示力坐标系xcocyc以主轴颈的中心oc为原点，直角示力坐标系xcocyc的yc轴与直角局部坐标系upopvp的up轴之间的夹角为θ1；直角全局坐标系xocy、直角局部坐标系upopvp和直角示力坐标系xcocyc位于同一平面，主轴颈的轴线垂直于该平面；步骤2，将砂轮作用在曲轴连杆颈上的法向磨削力Fn和砂轮作用在曲轴连杆颈上的切向磨削力Ft在坐标系upopvp中分别向up轴和vp轴分解；步骤3，确定Fxc、Fyc分别与Fup和Fvp的关系，其中，Fup、Fvp分别为Fn和Ft沿up轴、vp轴方向上的分力，其中，Fxc为旋转测量仪得到的沿xc轴方向上的力；Fyc为旋转测量仪得到的沿yc轴方向上的力；步骤4，通过Fup和Fvp，建立Fn、Ft分别与Fxc和Fyc之间的关系。5.根据权利要求4的曲轴连杆颈随动磨削力的动态测量方法，其特征在于，步骤2中，Fn、Ft分别与Fup和Fvp之间的关系满足：其中，β为osop连线与ocos连线之间的夹角。6.根据权利要求4的曲轴连杆颈随动磨削力的动态测量方法，其特征在于，步骤3中，2CN105922133A权利要求书2/2页Fxc、Fyc分别与Fup和Fvp的关系满足：3CN105922133A说明书1/4页曲轴连杆颈随动磨削力动态测量方法及测量装置技术领域[0001]本发明涉及工程测试领域，具体涉及一种曲轴连杆颈随动磨削力动态测量方法及测量装置。背景技术[0002]在工程实际中，对曲轴连杆颈磨削力的测量大多集中在曲轴连杆颈偏心法磨削中，相当于外圆磨削，外圆磨削磨削点位不变，磨削力大小和方向不变，磨削力的测量一般使用弹性顶尖。而在连杆颈的随动磨削过程中，曲轴匀速回转进给条件下，连杆颈随动磨削过程中磨削点做行星运动，磨削点时刻在发生变化，磨削点位的变化将使砂轮与工件上磨削点速度的大小和方向具有时变性，使得磨除率随着曲轴的旋转而发生变化，进而引起磨削力的变化。[0003]曲轴随动磨削过程中，磨削力的大小和方向都发生变化，使得在水平和垂直方向应变值解耦困难，相位关系难以确定。发明内容[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种克服曲轴随动磨削力测量