大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪(软件组)

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1、成绩4私李专业综合课程设计设计说明书设计题口：大型齿轮渐开线齿形误弟在位测量仪组别：软件组姓名：专业：测控技术与仪器一班年级：2010级指导教师：土代华起止时间：2013年12月8日—2014年1月3日重庆大学光电工程学院2014年1月目录设计说明书1目录2摘要51专业综合课设计设计任务书62.1引言72.2设计任务分析与创新性设计7221设计任务的分析包括以下内容7(1)了解测控参数载体(测控对彖)的特点7(2)了解仪器的功能要求7(3)了解仪器的使用条件82.2.2创新性设计82.2.3本仪器设计屮应注意的问题8(1)被测参数的精度要求8(2)仪器类型8(3)仪器中的感受

2、转换部件类型8(4)仪器中的定位元件8(5)仪器的通用性8(6)仪器的使用场合82.2.4本设计中创新点的构思9(1)原理创新9(2)技术创新92.3测控仪器设计原则考虑9231阿贝原则92.3.2变形最小原则102.3.3测量链最短原则102.3.4坐标基准统一原则102.3.5精度匹配原则102.3.6经济原则102.4测控仪器若干设计原理讨论112.4.1平均读数原理112.4.3补偿原理112.5工作原理的选择112.5.1直角坐标法112.5.2圆弧基准法122.5.3标准渐开线法132.5.4直线基准法142.5.5测塑原理的选择142.6测量系统设计152.6.

3、1三坐标系建立152.6.2理论渐开线数学模型确定162.6.3定位球球心位置182.6.4测量头坐标计算的数学模型192.6.5渐开线齿形误差的转换202.7测量系统设计202.7.1总体功能结构规划202.7.2机械子系统功能实现21（1）测量系统的定位21（2）位移的测量（X和Y方向）21（3）箱体的设计222.7.3光电子系统功能实现232.7.4测量系统软件结构242.8测控系统主要结构参数与技术指标的确定252.7.1被测齿轮参数252.7.2测头在x方向的行程252.7.3测头在Y方向的行程252.8造型设计262.8.1造型要求262.9总结263精度设计与误

4、差分配273」精度设计273.2误差分析273.2.1机械子系统误差273.2.2电气子系统误差273.2.3软件子系统误差273.2.4其余误差273.3误差分配284软件子系统294.1概述294.2软件系统原理设计304.2.1数据处理（LABVIEW主程序部分）30（1）参数输入及检验30（2）被测齿轮基木尺寸的计算31（3）定位球直径计算及选择31（4）测量范围计算32（5）采样点数计算32（6）理论渐开线各采样点X、Y坐标的计算33（7）定位球球心位置及测量头坐标计算34（8）齿形误差计算374.2.2硬件接口程序394.2.3电机控制部分程序设计394.2.4人

5、机界面404.3具体软件系统设计404.4具体软件系统的执行424.5软件系统精度设计434.5.1数据处理误差434.5.2迭代误差434.5.3数据精度误差445」机械系统455.1.1定位误差455.1.2机构误差45（1）导轨精度分析45（2）测头精度分析465.1.3传感器安装误差465.1.4光栅位移传感器的装配误差475.1.5综合误差475.2电气系统475.2.2传感器存在的误差475.2.3放大电路475.2.4A/D转换电路475.2.5采用正负计数485.3软件系统485.4系统的误差综合48附录491.定位球直径范围计算VI中程序代码：492.采样次

6、数VI屮程序代码493.理论渐开线坐标点计算VI中程序代码504.OA、AF计算VI中程序代码515.起测点终测点计算VI中程序代码516.与Y坐标对应X坐标计算VI中程序代码52参考文献53摘要齿轮检测技术在齿轮制造屮占有重要的地位，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肓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

7、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，完成了实际齿轮齿懒的测量，软件子系统的设计是基于虚拟仪器技术中的LABVTEW软件来对采集信号进行处理，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，软件子系统是本文的重点。关键词：大齿轮，齿形误差，直线基准，在位检测，LABVIEW1专业综合课设计设计任务书设计题冃：Large-sc