大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪(测控第一大组课程设计报告)

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1、2007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计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姓名：潘世强吴宇杰罗春姝（软件）刘润瑶施翔陈琦（机械）刘剑锋周勇黄蕊（光电）专业：测控技术与仪器4班年级：2007级指导教师：秦岚辅导教师：周琳娜杜娜起止时间：2010年12月20日–2011年01月14日重庆大学光电工程学院2011年1月2007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计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。伴随着齿轮制造技术的提高和对其传动性能、精度、寿命等方面的要求越来越来高，齿轮检测技

2、术一直在不断地研究与提高。针对大型齿轮齿行误差的测量，采用机械、光电、计算机一体化在线测量，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，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VisualC++，构件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。关键字：大型齿轮齿形误差直线基准法在位检测定位I2007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计目录摘要I目录II1专业综合课程设计设计任务书VIII2总体设计1

3、2.1引言12.2设计任务分析与创新点构思12.1.1设计任务的分析包括以下内容12.1.2在具体的仪器设计中应注意的问题22.1.3创新点构思32.3大型齿轮渐开线齿形误差在位检测的主要方法42.3.1直角坐标法42.3.2标准渐开线法42.3.3直线基准法42.3.4本次设计原理选择及选其的理由52.4大型齿轮渐开线齿形误差在位检测系统工作原理的选择52.4.1直线基准法的基本原理52.4.2理论渐开线数学模型62.4.3定位球球心相对于齿轮轴心位置102.4.4测量头坐标计算的数学模型112.5测量系统的设计122.5.1总体功能结构规划122.5.2机械子系统功能实现122.5.

4、3光电子系统功能实现132.5.4测量系统软件结构142.6测控仪器设计原则的考虑152.6.1阿贝原则152.6.2变形最小原则162.6.3测量链最短原则161672007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计2.6.4坐标基准统一原则162.6.5精度匹配原则172.6.6经济原则172.7测控系统主要结构参数与仪器指标的确定172.7.1测量头在X方向的行程172.7.2测量头在Y方向的行程182.7.3定位球直径的选择182.7.4定位球行程长度的缺点202.8测控仪器造型设计202.8.1造型要求202.8.2装饰方面212.9大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪的整体设计212.

5、9.1大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪的整体架构：212.9.2大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪的工作过程：223精度设计233.1精度设计233.2误差分析234机械子系统264.1机械结构的原理及功能264.1.1机械系统的定位264.1.2测量头Y方向的运动264.1.3X轴方向误差信号的传递274.2定位机构（定位球）的设计274.2.1总体要求274.2.2定位球直径的计算与选择284.2.3定位球定位中心的确定304.2.4定位球跨距以及定位臂长的确定304.3误差传递机构的设计334.3.1测头及测杆的设计计算334.3.2单片簧的设计374.3.3十字片簧的设计404.3

6、.4柱销的设计424.3.5杠杆的设计及计算431672007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计4.4导轨的设计484.4.1设计要求484.4.2在Y方向运动导轨的设计504.4.3在X方向运动导轨的设计544.5驱动丝杆的设计564.5.1螺旋传动的分类564.5.2螺旋副的选择574.5.3滑动螺旋传动的计算574.5.5滚动螺旋副的设计614.6电机的选择634.7联轴器的设计644.8箱体的设计654.8.1箱体分类654.8.2箱体结构设计654.8.3箱体的毛坯、材料及热处理654.8.4设计的主要问题和设计要求664.8.5箱体结构参数的选择674.9总体视图685光电

7、子系统705.1引言705.2光电系统总体705.2.1光电系统的原理与组成705.2.3光电系统的设计准则725.2.4光电系统的性能735.3电感传感器745.3.1电感传感器原理及特点745.3.2电感传感器的选择755.3.3电感传感器信号处理755.3.4电感传感器A/D转换电路775.4光栅位移传感器795.4.1光栅位移传感器工作原理795.4.2光栅位移传感器的选择805.4.3光栅位移传感器的信号处理8216720