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万能齿轮测量机升级改造的关键技术研究

作　者: 郭方圣
导　师: 魏修亭
学　校: 山东理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 逐点比较法渐开线插补 Delaunay三角剖分半径补偿
分类号: TG86
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要

渐开线齿轮的精度不仅影响着齿轮传动的准确性、平稳性以及齿轮载荷分布的均匀性,而且对齿轮的使用寿命以及噪声控制等方面也有很大的影响。因此,对齿轮进行测量并分析其精度具有十分重要的作用。本文以3001型万能式齿轮测量机为对象,对齿轮测量的相关技术进行了研究。本文的研究内容概括起来主要包括以下几个方面：(1)选择了适用于3001型万能齿轮测量机的测头与数据采集卡。在分析3001型万能齿轮测量机测量原理的基础上,选择适用于3001型万能齿轮测量机的测头TESA TG31,以测量获得被测齿轮的误差信息。在分析测量电路的原理的基础上,选择合适的数据采集卡PCI-9820,用以将测量获得的信息传送到计算机中进行处理。(2)提出了基于逐点比较法的渐开线插补方法。为了实现对渐开线齿廓齿轮的测量,让测头以理论渐开线轨迹运动,与被测齿轮接触测量从而获得被测齿轮的信息,而渐开线轨迹的形成正是通过本文提出的方法来实现的。该方法经Matlab编程模拟验证,结果表明方法简单可靠,并且易于控制插补精度。(3)研究了基于Delaunay三角剖分确定被测点法向矢量的相关理论与方法。比较分析了采用不同加权值确定曲面的法向矢量进行半径补偿时所造成的补偿误差,并提出了误差评定公式。结合具体实例,依据误差评定公式,应用Matlab编程计算获得各种情况下的误差值,比较分析得出相应的结论。(4)开发了处理测量数据的渐开线误差分析齿轮软件。分析影响齿轮传动性能的各项误差,着重介绍了齿形误差、周节误差以及齿厚偏差等误差。按照齿轮测量理论及相关的国家标准,利用Matlab软件编程开发了渐开线齿轮检测软件。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-14
  1.1 齿轮测量技术发展历程  8-10
  1.2 国内外齿轮测量仪的研究水平  10-12
    1.2.1 国内齿轮测量仪的研究水平  10-11
    1.2.2 国外齿轮测量仪的研究水平  11-12
  1.3 课题的来源  12
  1.4 课题的意义  12-13
  1.5 本文研究内容  13
  1.6 本文创新之处  13
  1.7 本章总结  13-14
第二章测头与数据采集系统的分析设计  14-22
  2.1 测头的分类与选择  14-15
  2.2 电感式测头的工作原理  15-17
  2.3 测量电路分析  17-20
  2.4 数据采集卡  20-21
  2.5 本章总结  21-22
第三章基于逐点比较法的渐开线插补技术研究  22-32
  3.1 引言  22
  3.2 基于逐点比较法的渐开线插补原理  22-27
    3.2.1 插补公式的推导  22-25
    3.2.2 [0,π/2]之间的插补  25-26
    3.2.3 其它情况插补  26-27
  3.3 误差分析  27-29
    3.3.1 下角平分线误差  27
    3.3.2 上角平分线误差  27
    3.3.3 交点误差  27-29
  3.4 插补算法  29-30
  3.5 算法实现  30-31
  3.6 本章总结  31-32
第四章基于Delaunay三角剖分的测头半径补偿原理研究  32-50
  4.1 测头半径的补偿方法  32-34
    4.1.1 二维补偿法  32
    4.1.2 三维补偿法  32-34
  4.2 Delaunay三角剖分测头半径补偿研究  34-49
    4.2.1 三角剖分简介  34-35
    4.2.2 Delaunay三角剖分简介  35
    4.2.3 Matlab Delaunay函数功能  35-37
    4.2.4 空间三维点的处理  37
    4.2.5 测量数据的处理步骤  37-39
    4.2.6 Delaunay三角剖分半径补偿算法流程图  39-41
    4.2.7 加权值比较  41
    4.2.8 不同加权值确定补偿法矢量的计算方法  41-45
    4.2.9 误差分析  45-46
    4.2.10 补偿实例分析  46-49
    4.2.11 结论分析  49
  4.3 本章总结  49-50
第五章齿轮误差分析与处理  50-62
  5.1 齿轮测量概述  50-51
    5.1.1 齿轮传动的使用性能分析  50
    5.1.2 齿轮测量的目的  50-51
    5.1.3 万能式齿轮测量机的测量项目  51
  5.2 齿形误差  51-55
    5.2.1 齿形误差的定义  51
    5.2.2 齿形误差的测量方法  51-55
  5.3 齿距误差  55-60
    5.3.1 误差定义与相互关系  55-59
    5.3.2 齿距误差的测量方法  59-60
  5.4 齿轮副的侧隙  60-61
  5.5 本章总结  61-62
第六章总结与展望  62-63
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士研究生期间所发表的学术论文  66-67
致谢  67

万能齿轮测量机升级改造的关键技术研究

内容摘要

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