涡旋柱面垂直度误差评定算法研究.pdf

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1、中国机械工程第25卷第1期2014年1月上半月涡旋柱面垂直度误差评定算法研究胡塔华王轮陈中扬刘国平南昌大学，南昌，330031摘要：为了实现对某型号涡旋压缩机的涡旋齿柱面垂直度的高精度评定，建立了基于最小二乘法的逼近优化算法的数学模型，对涡旋柱面的检测数据进行分析计算。将该算法的计算结果与德国ZEISS公司UMC550型三坐标测量机的计算结果进行了比较。比较结果表明：该算法结果准、精度高、针对性强，其结果曲线与ZEISS计算结果曲线走势一致，重合度达到99以上，可作为高精度评定该涡旋齿柱面垂直度的算法。关键词

2、：涡旋压缩机；涡旋型柱面垂直度；最小二乘法；逼近优化算法中图分类号：TH124DOI：10．3969／j．issn．1004—132X．2014．01．009ResearchonAssessingAlgorithmforScr0ll—typeCylinderSurfacePerpendicularityErrorsHuRonghuaWangIunChenZhongyangIiuGuopingNanchangUniversity。Nanchang，330031Abstract：Inordertoachieveh

3、igh—precisionassessmentofscroll—typecylindricalsurfaceper—pendicularityinscrollcompressors，amathematicalmodelwasestablishedbasedontheleastsquaremethodoftheoptimizationapproximationalgorithmandwasusedtoanalysethescrollsurfaceoutlinedata．Comparingtheresultshe

4、reinwithresultsfromtheGermanZEISScompanyUMC55OtypeofCMM，itshowsthatthealgorithmiSaccurateandtargetable．Thecurveoftheresultfromthealgo—rithmhasthesametrendwiththeresultcurveofZEISSandthedegreeofcoincidenceiSmorethan99．Itcanbeassessedasahigh—precisionalgorith

5、mofthewrapperpendicuIarity．Keywords：scrollcompressor；scro1l—typecylindricalsurfaceperpendicu1arity；leastsquaremeth—od；optimizationalgorithmofapproximation0引言1涡旋型柱面的产生决定涡旋压缩机诸多优良性能的关键点在于涡旋齿的加工精度。为了评价涡旋齿加工精度的用具有螺旋状的涡旋型线构成具有一定厚度高低，本文就涡旋齿柱面数据进行分析，从垂直度的动静涡旋齿，并使动

6、静涡旋齿之间满足正确啮的角度来判断涡旋齿柱面的加工性能。合，这一过程称为涡旋齿型线的生成]。本文中国内外诸多学者从事着垂直度方面的研究工的涡旋齿型线采用法向等距法生成]。涡旋柱面作。如，Peng等提出了基于实数编码的多种群则是以该型线为准线，平行于z轴的直线为母线遗传方法评定轴线对平面的垂直度；Iai等_2和所形成。该渐开线方程为Wen等也同样用遗传算法以及遗传优化算法z一‘。‘±d+。i“‘±口I(1)评定了圆柱面的垂直度；侯宇]提出了采用非线Y—r(sin(±口)一cos(±a))J式中r为基圆半径；妒为

7、渐开线渐开角；±a为内外涡旋准性约束最优化算法评定三坐标上测量线对面垂直线的起始角。度的方法；朱振伟采用光学技术研究了垂直度误差测量系统。以上研究对于涡旋齿柱面垂直度2建立数学模型误差的研究具有参考价值，但是由于其研究的垂垂直度误差属于相对位置误差，柱面对基准直度均为线对线、线对平面、平面对平面以及圆柱平面相对位置关系及精度要求如图1所示。面对平面，且使用的遗传算法、光学技术以及非线2．1基准平面的确定性约束最优化模型较为复杂，不易实施，因此，上设基准平面上点的坐标为Q(z，y，z)，i=述方法难以在工业上进

8、行广泛运用。针对涡旋齿1，2，⋯，，基准平面方程为柱面的特殊形状，本文提出基于最小二乘的逼近一ao74-by4-C(2)优化算法来评定涡旋齿柱面垂直度，并将结果与则基准实际面上各采样点Q对基准平面的偏ZEISS测量仪测量的结果进行比较。差为￡一Zi——zi～～by一C(3)收稿日期：2O120720根据最小二乘法原理，令偏差平方和最小，即·42·涡旋柱面垂直度误差评定算法研究——胡熔华王轮陈中扬等距