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基于坐标法的大型齿轮在位检测系统研制

相朋举  
【摘要】: 齿轮是机械设备中的重要传动零件,随着机械工业的发展对齿轮精度等参数的要求也越来越严格,对齿轮测量的要求也不断提高,作为一种形状复杂、误差种类比较多的机械零件,齿轮的测量一直是机械测量的难点。国内能对大型齿轮测量的仪器还不多,所以开发一种简单易行的测量方案就十分迫切。 论文首先分析了大型齿轮测量的基本原理,同时对大型齿轮测量方法进行了深入的研究,提出并实践了基于坐标法测量的大型齿轮在位测量方案也就是在所建立的坐标系内,按照设计几何参数对齿轮齿面的几何形状偏差进行测量。并在理论研究的基础上对相关的方案进行实验验证,在对比测量数据的基础上对测量方案进行了改进,确定了采用坐标法采集数据的方案,然后借助曲线拟合、遗传算法等手段计算出误差。 本论文对大齿轮在位测量技术的理论进行了深入探讨,在针对无法实现高精度定位的情况下提出了曲线拟合的解决办法,在分析了仪器的精度后提出了修正和补偿的方法,针对运动控制、数据采集等系统的特点实现了基于VC++和MATLAB的混合编程设计方法,通过神经网络拟合实现了部分参数的测量。并在综合考虑齿轮的各项误差的情况下提出了一个基于各个参数的专家系统方案。论文共分为,系统基本原理及参数介绍、齿廓偏差测量、齿距偏差的测量、齿厚及径跳测量、误差修正、专家系统分析等部分。在基本原理部分介绍了机构组成和基本原理及参数、在齿形部分介绍了齿形测量的基本原理与方案,包括VC++开发环境介绍和混合编程的实现。在齿距部分介绍了齿距测量的方法和实验。在误差分析部分,分析了三个轴的直线度等误差,并提出了相应的误差模型。并对部分误差提出了修正方案。 通过对大型齿轮在位检测测量系统的开发和调试,通过大量的实验数据验证,充分表明,大型齿轮在位检测的测量原理正确,相关技术可行。


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