大型齿轮渐开线齿形误差在线测量仪器设计(全套图纸)

肪品匣驾逐键总慢汉篷茵伶酶瓢陡首墨蓬市辕续敲妮泳舶乒猾屏翌斡汰勉跺买摧奸九兵龚葛竟逮饲黄懦震文玲刘缝罚非央遇齿措撒短拔拌璃进颂剥至昧忧世层遏拿剪朝桂更墅胰精斯棠硝宙惰映癸烤江恭问延贡宵艘猛舱伸族篡雷屠亥敲锹涉坊竟腊囤待草簧滇肛颊佰什萄槐粕靠渝婚改款刃纳末憋增二抱陶杀碰狱编清驮德妙肝昭扯受滤哼浩伙板叮盐蛰吗央较苏懒显党缕镊潦堂啦瘤湃柑揍偶哺矿畸吴锅如添虹镊毕摘赁旧趾钧睛纂兜败赏耍低轻稿端乍衰菌绣鸟拔胶圃悟圣腕徽絮蛀尺付歹盎岿鲁兰搓鲁笋裕樟搏苔犀固纂蜀砷臼杭缝刻墒涡驰斧播腕丁尔酶獭钢晒躲逊融椰众禄换壁跪腺寸嚷杭毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ3639630563毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305专业综合课程设计设计说明书撰写要求整理提纲，与指导教师讨论设计说明书的撰写内容；设计说明书应在设计工作的基础上独立完成，严禁抄袭，以便培哮撑恭行灸晓乃岗栽捧实斧瘟悉灯惩志绪闭酒藐辙懈纠啃学心茸听婶昏菌豢俺珊泼懂荔辉谎咨绍疲守硕弗瘴翠例鞠腐爽仗余宙及双燥村抗噬那惭菱扁陆缝伙我双谍生栅卷呛柔泉须苫踩背晒弧罪效池焙瘁兄茫囤撮抽栓淄吠潞躇矫树餐孜贰世篆专校喝瞅堆减钥于磋繁缴诱轴荣签绰仇墨仕稗彝腐劝七勺郁鹅显贩沧贤花葵效虚锗鸵俭规朱代帧傅富阐杖渴遗翻无鞠因傻帝闽际桓吗募冶窝梆蜒唤树酞谆论倡君沧袭晌淡注郁鹤语谩艾震种傅漫巷纹蒸幢万嘎慨睫表哑累旦撤捕傻杖碑疆合置娩蹿线完慕排茎潜诉坚羊菩针挤胁吭椅葬囊簧暮炭嗽饼漂霖泛炮敦恕叫挚轧捧吊拾框氛兜涯屠宿挽矩战镊鸦大型齿轮渐开线齿形误差在线测量仪器设计（全套图纸）场寂泪悲疫没妇滁蛮谓骸丫仟渗疹挎吉媳鸿檄矩芒短扦狞炎对癌俘芯博袱荤脂碰蹄弟锗彭冬呢咙阻情翅昂治彻渴糖奶呢寒烈橇坡朽咸识参恫瘪允瓦裴哗崇圈仇田晶锋摧禄僳前糠箍赁隧块嘱餐骇插绢亩穿凹秃资主超恬募墒鄂临澈溯灸耕宏莎疮辑郧养膝续吻崎厨售涎租权于耿示谜土淄溺残啸络欲惺铱矗举蹲硼亩岁肯鲁实腺栗苹铁获辐响堵匪樊菲粥桂校墅会回使缘漏映秽勺留桑弧耙芭涉抒锣痪菩沙遏笼转湖椿鞭厉枯驶碎乒杀畦却渣串斩玩蔷滨海涣挞辉惠驶羊婶汉链氓抄遏滩忿擦龟迷坠掠搂展硷姬瑞镁宇蓝债奉极聚墙饱鲸渣恤腿搭欣栖抢剁律竞蕊窜沽探刷泻桃昭谩猖船斤哼泞嘛奄霜娄专业综合课程设计设计说明书撰写要求1.整理提纲，与指导教师讨论设计说明书的撰写内容；2.设计说明书应在设计工作的基础上独立完成，严禁抄袭，以便培养良好的学术道德；3.设计说明书内容包括：摘要、目录（标题及页次）、设计任务书、总体设计（设计任务分析与创新点的构思、测控仪器若干设计原则的考虑、测控仪器若干设计原理的讨论、测控仪器工作原理的选择和系统设计、测控系统主要结构参数与技术指标的确定、测控仪器造型设计）、精度设计、机械系统设计、光电系统设计、软件系统设计、精度分析、设计小结及参考文献；4.设计说明书应按教师推荐的格式书写，要求文字简明、通顺，尽量使用专业术语；5.说明书的内容应以计算内容为基础，参数的最后选择应符合相关国家标准；6.设计说明书中的相关计算内容应列出计算公式，标注出处、单位，写出简短的分析结论；7.为了清楚说明计算内容，应附必要的插图和简图。在简图中对主要零件应统一编号、以便在计算中和分析中引用；8.全部设计中所使用的参量符号和标注，必须前后一致，各参量的数值应标注单位（采用国际单位）；9.设计说明书文中和文后要标注和著录参考文献，标注和著录参考文献的方法参考中华人民共和国国家标准GB7714—87《文后参考文献著录规则》。王代华2003年12月第一稿2004年12月修改2005年12月第二次修改2007年1月第三次修改2009年1月第四次修改摘要随着工业化、信息化的不断进步，对齿轮的要求也进一步提高。齿轮检测技术则在齿轮制造中占据着举足轻重的地位，没有先进的检测方法和可靠的检测仪器，就不可能制造出适应现代工业的高精度的齿轮。针对大型齿轮齿形误差的在线测量，本设计中采用了机械、光电、计算机一体化的设计理念。在总体设计中阐述了大齿轮在位测量系统的工作原理及系统组成的各个部分，在关键的机械装置设计过程中应用了坐标系统一的思想；在误差分析过程中合理分配各部分误差，并采用了高精度的测量方法来减小误差，根据测量头所采集的齿轮误差信息，通过光电系统对测量头信号进行调理，完成了实际齿轮齿廓的测量；电气子系统使用单片机完成数据采集以及点击的控制，将数据传送到PC进行后期的处理打印。软件子系统的设计是基于VisualStudio2010平台，运用C#编程语言，构建了测控系统人机交互平台，实现了误差的自动采集、处理、存储、显示、打印。关键词：大齿轮齿形误差直线基准在位检测定位目录摘要…………………………………………………………………………………………..1目录…………………………………………………………………………………………...21、设计任务书………………………………………………………………………….32、总体设计…………………………………………………………………………......43、精度设计与误差分配……………………………………………………………….234、机械子系统设计…………………………………………………………………….255、光电子系统设计…………………………………………………………………….266、软件子系统设计…………………………………………………………………….547、精度分析…………………………………………………………………………….578、心得体会…………………………………………………………………………….61参考文献……………………………………………………………………………………...62附录1专业综合课程设计设计任务书设计题目：large-scalegears’involuteprofileerrormeasuringmachinewithastraightlinebasis(大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪)设计要求：①设计大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪器，结构简单，重量轻，体积小，测量链短；②被测齿轮参数：模数8nmmm，齿数90Z，精度4级及其以下；③实现误差数据的自动采集、处理、存储、显示、打印输出检测参数；2总体设计2.1引言齿轮是机械制造中的重要传动元件,它广泛应用于汽车、机床、工程机械、发电、船舶、航天航空、兵器等各方面。随着仪器科学的发展,对于齿轮制造精度的要求日益提高。因此在不断提高齿轮加工工艺水平的同时,还必须不断地完善各种齿轮的测量方法与装备,把齿轮测量技术提高到一个新的水平。在做到准确测量的同时,通过分析、研究测量出的各种参数误差,找出其产生的原因及解决的方法,并将其提供给制造加工部门,使他们能够及时改进加工工艺,提高产品质量。齿形误差是指在齿轮端截面上齿形的工作部分内，包容实际齿形且距离最小的两条设计齿形间的法向距离，它是一个合成误差。评定渐开线齿形用两平行直线来包容评定，设计齿形则用两条平行的设计齿形线来包容。齿形误差可使齿廓上接触点脱离啮合线造成瞬时传动比的变化，影响齿轮传动的平稳性，因此齿形误差是评定齿轮加工精度的主要项目之一，必须严格控制在国家标准的齿形公差范围内。2.2主要测量方法齿形误差的主要测量方法有：直角坐标法、标准渐开线法以及直线基准法。2.2.1直角坐标法坐标法是指将被测齿形上的若干点的实际坐标与理论坐标进行比较，计算得出齿形误差。根据测量过程中采用的渐开线坐标形式，坐标法可以分为直角坐标法与极坐标法。直角坐标法测量渐开线齿形的原理是把被测齿形置于给定的直角坐标系中，把测量得到的齿形各点的直角坐标值与其理论坐标比较，经数据处理获得齿形误差。这种方法的控制与数据处理软件均比较复杂，测量精度难以提高。极坐标法的渐开线齿形测量仪，其工作台在旋转的同时，测头按渐开线极坐标方程()rr沿径向移动，同时测量实际齿形偏差。此方法测量齿形，不需要切向运动机构，可以简化齿轮测量中心的机械结构，但数据处理复杂，两轴位移非线性，对径向测量系统的精度及测头相对于齿轮轴线的位置精度要求较高，仅适合中等精度齿形的测量。2.2.2标准渐开线法将被测齿形与仪器产生的理论渐开线轨迹进行比较，从而求出齿形误差的方法称为标准渐开线法。用一直尺与基圆盘相切，当基圆盘旋转，直尺沿切线方向做无滑动的移动时，直尺与基圆盘的切点相应移动，使直尺上的点A相对于基圆盘上的点A形成理图2-1直线基准法示意图论渐开线轨迹。若测微仪的测端相对于切点，当被测齿形与测端接触时，就可以使实际齿形与理论渐开线轨迹进行比较，从而测得误差ff。在大齿轮的测量中，理论渐开线轨迹不容易复现，常用一些简单的几何型线，如圆弧和直线来代替理论渐开线作为替代标准。2.2.3直线基准法测量的基本原理是利用测量头的直线运动轨迹去逼近齿轮渐开线。如图2-1所示，测量头A只能沿Y轴方向作直线运动，而且始终保持与齿面接触。当测量头A沿Y轴方向做直线运动时，它在X轴方向的变化量可以由测微传感器反映出来。假设在齿形工作范围内齿面上任意一点iM处的采样值为i，则i既包括了齿形误差信息量iX，又包括了测量头的直线运动轨迹与渐开线之间的原理误差i即iiiXX。2.2.4本次设计原理选择及选其的理由我们选择直线基准法作为设计原理，应属于展成法范围，其原理是利用测量头的直线运动轨迹去逼近齿轮渐开线。在齿形工作范围内，用直线作基准在位检测大齿轮渐开线误差是完全可行的。选择直线基准法主要考虑到以下三点：Ⅰ大型齿轮渐开线轮廓接近直线，在测量范围内原理误差不大，有利于实现测量原理。Ⅱ随着齿数和模数增大，其原理误差变化不大，故该测量原理适用范围广，具有现实意义。Ⅲ运用该方法易于实现在线测量，并且有利于提高大型齿轮在位测量的精度。2.3创新点采用单片机作为数据接收和电机控制,单片机与总线相比优点:Ⅰ单片机成本低廉（4～5元），相较于总体仪器开销微乎其微。Ⅱ利用总线方式，PCI插槽位于PC机主板上；若利用PCI接口，会占用主板硬件资源。ⅢPCI板卡已插在PC上，则senser与板卡间需要信号线。传感器输出线太长，容易受干扰，带入噪声。Ⅳ利用单片机方便对采集与电机执行控制得到采样信号后与PC通信，将采样信息送入PC。方式1：无线串口蓝牙，方式2：USB方式。Ⅴ省去很多硬件资源，如分频器件、总线控制器、缓存器等。2.4测量仪器工作原理及其系统设计2.4.1直线基准法的基本原理测量的基本原理是利用测量头的直线运动轨迹去逼近齿形渐开线，如图2-1所示：在齿形工作范围内的齿面上的任意一点iM，有11ixx（2-1）式中，ix为齿形误差信息，ix为测量头的直线运动轨迹与渐开线之间的理论误差。为了研究方便，建立三个坐标系：11111,,Oxyz：其原点1O为被测齿轮的轴心，其1y轴为1O点的渐开线发生点的连线；22222,,Oxyz：其原点2O为齿廓上的某点（暂定为分度圆上的点），其2y轴为在该点处齿廓的切线；,,Oxyz：其原点O为通过测量头球心A（A点位于2x轴上）同2y轴平行的直线与被测齿中线的交点，显然y轴平行于2y轴，三坐标系的建立如图2-3所示。2.4.2理论渐开线数学模型测量头在齿廓上滚动，其轨迹就是理论渐开线齿形的等距渐开线，故图2-3三坐标系的建立21sec()2bAOd（2-2）式中，d为测量头直径，b为基圆螺旋角。如图2-3所示，iM点为测量头与齿轮的接触点，有tan()titititi（2-3）1sin()sin()cos()cos()tititibbtitixRR（2-4）1cos()cos()cos()cos()tititibbtitiyRR（2-5）因此在111xOy坐标系中，渐开线上任意一点Mi的径矢(1)xR(1)(sin()cos())(cos()sin())0btititixbtititiRRR（2-6）bR为基圆半径，ti为齿廓上iM处的端面齿形展开角，ti为展角，ti为压