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极坐标法测量渐开线齿轮关键技术研究

张继承  
【摘要】:齿轮是机械工业的重要基础零件,在汽车工业、船舶航海、飞行器制造、机械加工等领域有着广泛的应用。齿轮的设计与制造检测水平将直接影响到机械产品的性能和质量。因此,准确、快速的测量出齿轮的各项误差对工业产品的发展具有重要意义。采用极坐标测量原理测量齿轮相对于法线极坐标法和标准件啮合法相比具有,测量链短、不需要齿轮回转、不需要更高精度的标准件啮合等优点。本文在采用偏距变化的极坐标法测量渐开线齿轮的原理的基础上,设计了基于齿轮测量的单传感器二维转换测头和基于DSP与FPGA的齿轮测量控制电路,采用两轴联动的点位控制方式实现了对渐开线齿轮左右齿面的连续扫描测量,此过程不需要齿轮翻转和更换测头。 本文的主要研究内容如下: 1、设计结构简单小巧,适合安装的二维测头。测头采用独特的斜面结构,单一传感器即可实现对齿轮的切向与径向测量,节省了一个方向的传感器。测头采用平行四边形簧片导轨,可基本保证左右两个方向的测量力一致,在测量中可不用翻转齿轮就能实现对齿轮左右齿面的测量。 2、设计可以实现齿轮连续测量的控制系统,测量控制系统主要用于计算出齿轮采样点的坐标值、发出控制信号控制运动轴、采集处理数据及监控测量状态。 3、根据偏距变化的极坐标法测量渐开线齿轮的数学模型,在渐开线齿面上选取采样点,采用点位控制的方式,由圆光栅计数值发出采样信号,控制两轴联动实现渐开线齿面的测量,并根据各齿之间的位置关系,实现对整个渐开线齿轮左右齿面的截面整体误差测量。


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