大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪(08级测控二班第一组机械组).docVIP

成 绩 专业综合课程设计 设计说明书 设计题目：大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪 专题名称： 机械子系统设计 报告人姓名: 李鑫 同组人姓名： 武学昌 夏同行 程小冈 专 业： 测控技术与仪器 年 级： 2008级 指导教师： 王代华 辅导教师： 付航 刘鹏飞 起止时间：2011年12月19日– 2012年1月15日 重庆大学光电工程学院 2012年1月 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，以便培养良好的学术道德； 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； 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； 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； 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； 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； 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）； 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GB 7714—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 2012年1月第五次修改 摘 要 齿轮检测技术在齿轮制造中占有重要的地位，没有先进的检测技术和仪器，不可能制造出性能优良、高质量、高精度的齿轮。随着大齿轮在工业工程等方面的广泛应用，对大齿轮的精度要求越来越高。针对大齿轮的齿形误差的测量，本文提出了用测量头的直线运动轨迹做基准来在未检测大齿轮渐开线齿形误差的方法，设计了集机械、光电、计算机一体化的在位测量仪器。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，在关键的机械装置的设计中提出了坐标统一的思想，建立了齿形部分理论渐开线数学模型和测量头轨迹方程，采用了高精度的定位方法，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的调理，完成了实际齿轮齿廓的测量，软件子系统的设计是基于Visual C++，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 ，Visual C++ 摘要 3 目录 5 小组任务分配 9 1 专业综合设计任务书 10 2 总体设计 11 2.1引言 11 2.2设计任务分析与创新性设计 11 2.2.1设计任务的分析包括以下内容 11 2.2.2创新性设计 12 2.2.3本仪器设计中应注意的问题 12 2.2.4本设计中创新点的构思 13 2.3测控仪器设计原则考虑 13 2.3.1阿贝原则 13 2.3.2变形最小原则 13 2.3.3测量链最短原则 14 2.3.4坐标基准统一原则 14 2.3.5精度匹配原则 15 2.3.6经济原则 15 2.4测控仪器若干设计原理讨论 15 2.4.1平均读数原理 15 2.4.2比较测量原理 15 2.4.3补偿原理 16 2.5大型齿轮渐开线齿形误差在位检测的主要方法 16 2.5.1直角坐标法 16 2.5.2标准渐开线法 16 2.5.3直线基准法[1] 16 2.6大型齿轮渐开线齿形误差在位检测系统工作原理的选择 16 2.6.1直线基准法的基本原理 16 2.6.2坐标系的建立 17 2.6.3理论渐开线数学模型 17 2.6.4定位球球心相对与齿轮轴心位置 21 2.6.5测量头坐标计算的数学模型 22 2.7测量系统设计 23 2.7.1总体功能结构规划 23 2.7.2机械子系统功能实现 23 2.7.3光电子系统功能实现 24 2.7.4测量系统软件结构 25 2.8造型设计 25 2.8.1造型要求 25 2.8.2装饰方面 25 3 精度设计与误差分配 27 3.1精度设计 27 3.2误差分析 27 3.2.1机