斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置的制作方法

本实用新型属于斜入式激光干涉测量用设备技术领域，具体涉及一种斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置。

背景技术：

激光干涉测量法具有快速、非接触及高精度的优点，是测量复杂曲面(如：齿轮齿面、动静压轴承内表面等)形状误差的有效手段。基于改进的Mach-Zehnder激光干涉仪，可搭建出测量光路并拍摄出待测面的干涉条纹图(具体见参考文献S.Fang et al.,"Form Deviation Measurement of Helical Gear Tooth Flank Using Phase-shifting Laser Interferometry,"Lasers in Engineering 29(1-2),9-22(2014))。

在测量过程中，干涉条纹图像是唯一采集到的数据，其质量的好坏直接决定测量精度的高低。为了提高最终的测量精度，测量时需要待测动静压轴承保持较高稳定性和位置精度。众所周知，干涉测量法对外界环境干扰较为敏感，若夹持不紧，测量时动静压轴承轻微的晃动都会造成干涉条纹图像形状的改变和条纹分布的移动，因此需要对夹持装置能够紧紧固定待测轴承。不仅如此，干涉图像中条纹分布的密度与待测轴承在水平面上的旋转角度有关，为了保证后续图像处理的精度，干涉条纹的密度应当越宽越好(S.Fang et al.,"Affect of interference fringe width for processing accuracy and its recognition in measuring form deviation of tooth flank with laser interferometry,"Optics Communications 328(49-56(2014))，因此需要夹持装置能够在一定角 度范围内方便地调节待测动静压轴承在水平面上的旋转；为了方便调整待待测轴承的位姿，还需要待测动静压轴承能够在水平面的两个方向上平动；为了实现多个齿面的连续测量，需要待测轴承能够绕其中心轴旋转。

截至目前为止，并未查到满足上述所有要求的动静压轴承夹持调整装置。当前实验装置往往只能够夹紧待测轴承，但是没有机械结构实现其他几个自由度的调节，因而需要花费大量时间和体力去将待测动静压轴承放置在一个良好的测量位置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置，实现了斜入式激光干涉测量中能精确及方便地调节待测动静压轴承位姿。

本实用新型所采用的技术方案是，斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置，包括有待测轴承夹持机构、调整机构及支撑-调节机构；待测轴承夹持机构，包括有机构支撑架，机构支撑架上连接有可调节式待测轴承夹持组件，机构支撑架的下部与调整机构连接；调整机构下部与支撑-调节机构以可拆卸的方式连接。

本实用新型的特点还在于：

支撑架的结构为：包括有竖直设置的支撑竖杆，支撑竖杆的上端与支撑横杆a的一端垂直连接，支撑竖杆的下端与支撑横杆b的一端垂直连接，且支撑横杆b与调整机构连接；

可调节式待测轴承夹持组件，包括有相互之间呈120°设置的夹紧圆柱a、夹紧圆柱b及夹紧圆柱c；夹紧圆柱a连接于螺杆的下端，螺杆穿过支撑横杆a另一端设置的螺纹孔，螺杆能与螺纹孔内的螺纹相互配合实现螺杆垂 直向上移动或垂直向下移动，从而实现夹紧圆柱a的垂直向上移动或垂直向下移动；夹紧圆柱b和夹紧圆柱c在支撑横杆b上呈左、右对称设置，且夹紧圆柱b与支撑横杆b固接，夹紧圆柱c上设置有螺纹内孔，螺纹内孔与可调节式手柄螺纹相接，可调节式手柄为外壁带有螺纹的丝杠，通过转动可调节式手柄能实现对夹紧圆柱c位置的调节，通过调整夹紧圆柱a和夹紧圆柱c的位置，再配合夹紧圆柱b就能实现对不同直径待测轴承的夹紧。

调整机构由呈上下滑动连接的蜗轮-蜗杆机构和导轨机构构成。

蜗轮-蜗杆机构，包括有机构壳体，机构壳体的侧壁上设置有黄油嘴；机构壳体内设置有蜗轮-蜗杆联合单元；机构壳体的底部通过螺钉与蜗轮轴轴承端盖连为一体，且蜗轮-蜗杆联合单元与蜗轮轴轴承端盖连接；蜗轮轴轴承端盖的下表面中央连接有一个丝杠连接座b，蜗轮轴轴承端盖的下表面上靠近两相对的侧边处各固接一个滑块b；

导轨机构由运动方向相反的上导轨运动单元和下导轨运动单元经滑动连接构成；

蜗轮轴轴承端盖通过两个滑块b及丝杠连接座b与上导轨运动单元滑动连接。

蜗轮-蜗杆联合单元，包括有相互啮合的蜗轮和蜗杆；蜗轮套接于竖直设置的蜗轮轴上，并通过键与蜗轮轴的中部连接，蜗轮轴的上部和下部各套接一个轴承，蜗轮轴的上部还与待测轴承夹持机构内的支撑横杆b连为一体；

蜗杆设置于蜗轮的一侧，蜗杆的一端套接有蜗杆轴轴承a，且蜗杆轴轴承a通过M6x10螺钉与蜗杆轴轴承盖a连接，蜗杆轴轴承a能分别与涡轮轴上的轴肩、蜗杆轴轴承盖a配合实现固定；蜗杆的另一端与蜗杆调节手柄连为一体，且在连接处套接有蜗杆轴轴承b，且蜗杆轴轴承b通过M6x10螺钉 与蜗杆轴轴承盖b连接，蜗杆轴轴承b能分别与涡轮轴上的轴肩、蜗杆轴轴承盖b配合实现固定。

上导轨运动单元，包括有导轨支撑板，在导轨支撑板的上表面上靠近两相对的侧边处各设置一条上导轨b，在两条导轨b的中央平行的架设有一根调节丝杠b，调节丝杠b的两端与导轨支撑板的上表面固接，且调节丝杠b穿过蜗轮轴轴承端盖下表面的丝杠连接座b；丝杠连接座b的内壁上设置有与调节丝杠b相配合的螺纹，调节丝杠b的一端连接有手摇把手；蜗轮轴轴承端盖下表面固接的两个滑块b能与两条导轨b配合，转动手摇把手，在调节丝杠b与丝杠连接座b相互配合的作用下能带动两个滑块b在两条导轨b上产生沿X轴方向的往复滑动；导轨支撑板的下表面中央固接有丝杠连接座a，且导轨支撑板的下表面上靠近两相对的侧边处各固接有一个滑块a；

下导轨运动单元，包括有底座，底座的上表面上靠近两相对的侧边处各设置有一条上导轨a，在两条导轨a的中央平行的架设有一根调节丝杠a，调节丝杠a的两端与底座的上表面固接，且调节丝杠a穿过导轨支撑板下表面的丝杠连接座a，丝杠连接座a的内壁上设置有与调节丝杠a相配合的螺纹，调节丝杠a的一端连接有摇把；导轨支撑板下表面固接的两个滑块a能与两条导轨a配合，转动摇把，在调节丝杠a与丝杠连接座a相互配合的作用下能带动两个滑块a在两条导轨a上产生沿Y轴方向的往复滑动；

底座的下表面以可拆卸的方式与支撑-调节机构连接。

支撑-调节机构由至少四个底脚调节螺母构成。

轴承、蜗杆轴轴承a及蜗杆轴轴承b均采用型号为7006AC的轴承。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装 置，能实现待测轴承的夹持与固定、绕其中心轴的旋转、横向的水平移动、纵向的水平移动以及水平方向内一定角度的摆动，从而降低了测量时调整待测动静压轴承位姿的劳动强度，能够更加轻松、方便地拍摄出高质量的干涉条纹图像。

(2)本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置具有结构简单和使用方便的优点，非常适合推广使用。

附图说明

图1是本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置的结构示意图；

图2是本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置中调整机构的俯视图。

图中，1.螺杆，2.可调节式手柄，3.轴承，4.蜗轮，5.黄油嘴，6.机构壳体，7.蜗轮轴轴承端盖，8.调节丝杠a，9.导轨支撑板，10.底脚调节螺母，11.底座，12.夹紧圆柱a，13.夹紧圆柱b，14.夹紧圆柱c，15.蜗轮轴，16.蜗杆轴轴承盖a，17.蜗杆轴轴承a，18.蜗杆，19..蜗杆轴轴承b，20.蜗杆轴轴承盖b，21.蜗杆调节手柄，22.调节丝杠b，23.支撑竖杆，24.导轨a，25.导轨b，26.键，27.支撑横杆a，28.M6x10螺钉，29.支撑横杆b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置，如图1所示，包括有待测轴承夹持机构，待测轴承夹持机构的下部与调整机构连接，调整机构的下部以可拆卸的方式与支撑-调节机构。

如图1所示，待测轴承夹持机构，包括有机构支撑架，机构支撑架上连 接有可调节式待测轴承夹持组件，机构支撑架与调整机构连接。

如图1所示，支撑架的结构为：包括有竖直设置的支撑竖杆23，支撑竖杆23的上端与支撑横杆a27的一端垂直连接，支撑竖杆23的下端与支撑横杆b29的一端垂直连接，且支撑横杆b29与调整机构连接。

可调节式待测轴承夹持组件，包括有相互之间呈120°设置的夹紧圆柱a12、夹紧圆柱b13及夹紧圆柱c14；夹紧圆柱a12连接于螺杆1的下端，螺杆1穿过支撑横杆a27另一端设置的螺纹孔，螺杆1能与螺纹孔内的螺纹相互配合实现螺杆1垂直向上移动或垂直向下移动(即螺杆1可以沿着Z轴上下移动)，从而实现夹紧圆柱a12的垂直向上移动或垂直向下移动；夹紧圆柱b13和夹紧圆柱c14在支撑横杆b29上呈左、右对称设置，且夹紧圆柱b13与支撑横杆b29固接，夹紧圆柱c14上设置有螺纹内孔，该螺纹内孔与可调节式手柄2螺纹相接，可调节式手柄2为外壁带有螺纹的丝杠，通过转动可调节式手柄2能实现对夹紧圆柱c14位置的调节，通过调整夹紧圆柱a12和夹紧圆柱c14的位置，再配合夹紧圆柱b13就能实现对不同直径待测轴承的夹紧。

调整机构，如图1及2所示，由呈上下滑动连接的蜗轮-蜗杆机构和导轨机构构成。

蜗轮-蜗杆机构，包括有机构壳体6，机构壳体6的侧壁上设置有黄油嘴5(通过向黄油嘴中注入润滑油能润滑蜗轮蜗杆机构内的蜗轮4、蜗杆18)，机构壳体6内设置有蜗轮-蜗杆联合单元，机构壳体6的底部通过螺钉与蜗轮轴轴承端盖7连为一体，且蜗轮-蜗杆联合单元与蜗轮轴轴承端盖7连接，蜗轮轴轴承端盖7的下表面中央连接有一个丝杠连接座b，蜗轮轴轴承端盖7的下表面上靠近两相对的侧边处各固接一个滑块b；导轨机构由运动方向 相反的上导轨运动单元和下导轨运动单元经滑动连接构成；蜗轮轴轴承端盖7通过两个滑块b及丝杠连接座b与上导轨运动单元滑动连接。

蜗轮-蜗杆联合单元，如图1及图2所示，包括有相互啮合的蜗轮4和蜗杆18；蜗轮4套接于竖直设置的蜗轮轴15上，并通过键26与蜗轮轴15的中部连接，蜗轮轴15的上部和下部各套接一个轴承3，蜗轮轴15的上部还与待测轴承夹持机构内的支撑横杆b29连为一体；蜗杆18设置于蜗轮4的一侧，蜗杆18的一端套接有蜗杆轴轴承a17，且蜗杆轴轴承a17通过M6x10螺钉28与蜗杆轴轴承盖a16连接，蜗杆轴轴承a17能分别与涡轮轴15上的轴肩、蜗杆轴轴承盖a16配合实现固定；蜗杆18的另一端与蜗杆调节手柄21连为一体，且在连接处套接有蜗杆轴轴承b19，且蜗杆轴轴承b19也通过M6x10螺钉与蜗杆轴轴承盖b20连接，蜗杆轴轴承b19能分别与涡轮轴15上的轴肩、蜗杆轴轴承盖b20配合实现固定。

轴承3、蜗杆轴轴承a17及蜗杆轴轴承b19均采用型号为7006AC的轴承。键26的尺寸为：3mm×4mm×8mm(长×宽×高)。

上导轨运动单元，如图1及图2所示，包括有导轨支撑板9，在导轨支撑板9的上表面上靠近两相对的侧边处各设置一条上导轨b25，在两条导轨b25的中央平行的架设有一根调节丝杠b22，调节丝杠b22的两端与导轨支撑板9的上表面固接，且调节丝杠b22穿过蜗轮轴轴承端盖7下表面的丝杠连接座b，丝杠连接座b的内壁上设置有与调节丝杠b22相配合的螺纹，调节丝杠b22的一端连接有手摇把手；蜗轮轴轴承端盖7下表面固接的两个滑块b能与两条导轨b25配合，当转动手摇把手时，在调节丝杠b22与丝杠连接座b相互配合的作用下能带动两个滑块b在两条导轨b25上产生沿X轴方向的往复滑动；导轨支撑板9的下表面中央固接有丝杠连接座a，且导轨支 撑板9的下表面上靠近两相对的侧边处各固接有一个滑块a。

下导轨运动单元，包括有底座11，底座11的上表面上靠近两相对的侧边处各设置有一条上导轨a24，在两条导轨a24的中央平行的架设有一根调节丝杠a8，调节丝杠a8的两端与底座11的上表面固接，且调节丝杠a8穿过导轨支撑板9下表面的丝杠连接座a，丝杠连接座a的内壁上设置有与调节丝杠a8相配合的螺纹，调节丝杠a8的一端连接有摇把；导轨支撑板9下表面固接的两个滑块a能与两条导轨a24配合，当转动摇把时，在调节丝杠a8与丝杠连接座a相互配合的作用下能带动两个滑块a在两条导轨a24上产生沿Y轴方向的往复滑动；底座11的下表面以可拆卸的方式与支撑-调节机构连接。

支撑-调节机构，如图1所示，由固接于底座11下表面的至少四个底脚调节螺母10构成，且四个底脚调节螺母10呈均匀分布。底脚调节螺母10不仅能微调待测轴承的高度，还能保证待测轴承处于水平位置。

本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置中包括有两个主要部件：待测轴承夹持装置及调整机构；待测轴承夹持装置内设置有夹紧圆柱a12、夹紧圆柱b13及夹紧圆柱c14，夹紧圆柱a12、夹紧圆柱b13及夹紧圆柱c14之间能相互配合用于加紧待测轴承；调整机构内涉及蜗轮-蜗杆机构和导轨机构，其中蜗轮-蜗杆机构中的蜗轮和蜗杆相互配合，能实现待测轴承绕Z轴转动；调节丝杠a8与两条导轨a24配合，调节丝杠b22与两条导轨b25配合，能分别实现待测轴承在水平面上沿X轴和Y轴两个方向上的平动；另外还能通过底脚调节螺母10能实现待测轴承在Z轴上的移动。

本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置的 工作过程具体如下，如图1所示：

对待测轴承开始测量前，要先将本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置置放置于光学平台上，转动四个底脚调节螺母10，通过观察并配合使用调平工具，如：水平仪，将本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置置调至合适高度并保证水平；

将螺杆1旋转到最上端，旋转可调节式手柄2调节夹紧圆柱c14到最右端，将待测轴承放置于夹紧圆柱a12、夹紧圆柱b13及夹紧圆柱c14之间形成的空间内，通过螺杆1调节夹紧圆柱a12的位置，并通过可调节式手柄2调节夹紧圆柱c14的位置，使夹紧圆柱a12、夹紧圆柱b13及夹紧圆柱c14之间形成合适的尺寸能够夹紧待测轴承；

当待测轴承被夹紧后，通过转动调节丝杠a8(X轴方向)和调节丝杠b22(Y轴方向)来调整待测轴承位置，使测量光以大入射角进入待测轴承内孔；

旋转蜗杆调节手柄，使待测轴承在水平面上旋转微小角度，观察干涉条纹疏密程度，得到稀疏、清晰干涉条纹。

本实用新型斜入式激光干涉测量中待测动静压轴承夹持与调整装置，实现了在斜入式激光干涉测量中精确及方便地调节待测动静压轴承位姿。