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《河南理工大学》 2010年
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准双曲面齿轮接触图像齿形轮廓和接触斑点的二维重构

陈国强  
【摘要】: 准双曲面齿轮由于运转平稳性好、接触区域大、滑动速度小、传动效率高而被广泛应用于航空工业、汽车工业和重型矿山设备等领域。特别是汽车工业的迅猛发展,对准双曲面齿轮的啮合质量要求越来越高。齿面接触斑点是衡量准双曲面齿轮啮合质量的重要指标之一,然而现在对接触斑点的检测仍然是以有经验的工程技术人员目测判断为主。这种方法只能大致的对准双曲面齿轮的啮合状态进行评估,检测精度比较低,且费时耗力,已经不能满足现代化生产的要求。 本文从实用的目的出发,将数字图像处理技术和计算机图形技术应用于准双曲面齿轮接触斑点的识别过程当中,这种方法首先对采集的准双曲面齿轮接触区图像进行处理,提取齿面和接触斑点边界,进而将齿形轮廓和接触斑点进行二维重构。在此基础上便可对接触斑点的大小、位置和方向进行详细的数学评价。 本文中主要讨论了:RGB图像转换为灰度图、二值图;通过实验分别对图像增强、图像平滑中常用到的处理方法进行对比分析,选用合适的方案对轮齿接触区图像进行预处理;通过实验对六种边缘检测算子进行对比;运用二值形态学方法使图像边界连续、平滑;利用最小二乘法对齿面边界曲线进行分段拟合,并以此为基础进行双线性插值构造齿面网格;通过坐标变换在齿面网格坐标系中二维重构齿廓和接触斑点。 通过本文的研究,为准双曲面齿轮接触斑点的在线检测提供了一种新的方法,有助于提升准双曲面齿轮的综合检测效率。
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