测控技术与仪器专业综合课程设计-大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪

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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：（软件）（机械）（光电）专业：测控技术与仪器4班年级：2007级指导教师：辅导教师：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

2、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II2总体设计22.1引言22.2设计任务分析与创新点构思22.1.1设

3、计任务的分析包括以下内容22.1.2在具体的仪器设计中应注意的问题22.1.3创新点构思22.3大型齿轮渐开线齿形误差在位检测的主要方法22.3.1直角坐标法22.3.2标准渐开线法22.3.3直线基准法22.3.4本次设计原理选择及选其的理由22.4大型齿轮渐开线齿形误差在位检测系统工作原理的选择22.4.1直线基准法的基本原理22.4.2理论渐开线数学模型22.4.3定位球球心相对于齿轮轴心位置22.4.4测量头坐标计算的数学模型22.5测量系统的设计22.5.1总体功能结构规划22.5.2机械子系统功能实现22.5.3光电子系统功能实现22.5.4测量系统软件结构22.6测控仪

4、器设计原则的考虑22.6.1阿贝原则22.6.2变形最小原则22.6.3测量链最短原则21682007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22.6.5精度匹配原则22.6.6经济原则22.7测控系统主要结构参数与仪器指标的确定22.7.1测量头在X方向的行程22.7.2测量头在Y方向的行程22.7.3定位球直径的选择22.7.4定位球行程长度的缺点22.8测控仪器造型设计22.8.1造型要求22.8.2装饰方面22.9大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪的整体设计22.9.1大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪的整体架构：22.9.2大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪

5、的工作过程：23精度设计23.1精度设计23.2误差分析24机械子系统24.1机械结构的原理及功能24.1.1机械系统的定位24.1.2测量头Y方向的运动24.1.3X轴方向误差信号的传递24.2定位机构（定位球）的设计24.2.1总体要求24.2.2定位球直径的计算与选择24.2.3定位球定位中心的确定24.2.4定位球跨距以及定位臂长的确定24.3误差传递机构的设计24.3.1测头及测杆的设计计算24.3.2单片簧的设计24.3.3十字片簧的设计24.3.4柱销的设计24.3.5杠杆的设计及计算21682007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24.4.1设计要

6、求24.4.2在Y方向运动导轨的设计24.4.3在X方向运动导轨的设计24.5驱动丝杆的设计24.5.1螺旋传动的分类24.5.2螺旋副的选择24.5.3滑动螺旋传动的计算24.5.5滚动螺旋副的设计24.6电机的选择24.7联轴器的设计24.8箱体的设计24.8.1箱体分类24.8.2箱体结构设计24.8.3箱体的毛坯、材料及热处理24.8.4设计的主要问题和设计要求24.8.5箱体结构参数的选择24.9总体视图25光电子系统25.1引言25.2光电系统总体25.2.1光电系统的原理与组成25.2.3光电系统的设计准则25.2.4光电系统的性能25.3电感传感器25.3.1电感传感

7、器原理及特点25.3.2电感传感器的选择25.3.3电感传感器信号处理25.3.4电感传感器A/D转换电路25.4光栅位移传感器25.4.1光栅位移传感器工作原理25.4.2光栅位移传感器的选择25.4.3光栅位移传感器的信号处理21682007级测控技术与仪器专业专业综合课程设计5.4.4HCTL2020的工作过程25.5控制及驱动电路25.5.1步进电机的原理及分类25.5.2控制提供的信号25.5.3步进电机控制与驱动电路25.5.4步进电机的选择2