CNC齒輪測量中心三維測頭模塊及測試軟件設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目錄 摘要 . 1 . 2 主要符號表 . 1 1 緒論 . 1 . 1 . 1 . 1 . 3 2 齒輪測量原理與總體方案設(shè)計(jì) . 4 . 4 . 4 . 4 . 4 . 6 向測量的方法與誤差分析 . 8 . 8 . 8 . 8 體方案設(shè)計(jì) . 10 3 板卡操作 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 12 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 . 12 4 . 14 . 14 . 14 . 15 . 15 . 16 . 20 . 22 . 22 . 23 . 25 . 26 5 伺服機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核 . 29 . 29 . 29 . 29 . 29 . 30 . 30 . 30 . 30 . 31 . 33 . 35 . 35 . 36 . 36 . 37 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 6 結(jié)論 . 38 7 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 40 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 1 主要符號表 n 轉(zhuǎn)速 F 集中載荷，力 V 線速度 M 彎矩，力矩 傳動效率 計(jì)算拉壓應(yīng)力 P 功率 E 材料的彈性模量 i 傳動比 L、 l 長度 T 轉(zhuǎn)矩 Z 齒輪齒數(shù) J 轉(zhuǎn)動慣量 m 模數(shù) d 直徑 K 載荷系數(shù) 動載荷系數(shù) B 寬度 a 中心距 彈性影響系數(shù) 使用系數(shù) 接觸系數(shù) 相對滑動速度 N 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) k 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 載荷分布不均系數(shù) 壽命系數(shù) 1 緒論 1 1 緒論 齒輪傳動是廣泛應(yīng)用于機(jī)器和儀表中的一種重要形式。它用來傳遞位移、速度和動力。 隨著我國汽車摩托車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽摩齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展。盡快成為汽摩齒輪的全球制造與供應(yīng)基地，是我國齒輪制造業(yè)的總體發(fā) 展戰(zhàn)略，并已經(jīng)成為我國眾多齒輪制造商的共識。航空航天工業(yè)的崛起、造船業(yè)的興盛、機(jī)械裝備制造業(yè)的復(fù)蘇以及 業(yè)的快速發(fā)展，都對齒輪制造業(yè)提出了更高的要求，也提供了前所未有的機(jī)遇。無論是國有企業(yè)、股份公司還是民營企業(yè)，齒輪制造商在擴(kuò)大齒輪產(chǎn)量、品種的同時(shí)，更加注重提高齒輪制造質(zhì)量。為此，最近幾年來在引進(jìn)技術(shù)、購置設(shè)備、更新工藝、加強(qiáng)信息化管理等技術(shù)改造和技術(shù)升級方面進(jìn)行了大量的投入；強(qiáng)化并提高齒輪制造全過程的測量與監(jiān)控技術(shù)水平獲得了空前的重視，并成為確保齒輪質(zhì)量的一個關(guān)鍵。開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的齒輪測量技術(shù)和 儀器，滿足我國齒輪制造質(zhì)量檢測的迫切需要，提高國產(chǎn)齒輪儀器在國內(nèi)市場的占有率，是我國齒輪測量儀器制造業(yè)當(dāng)前所面臨的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。 目前，我國齒輪行業(yè)測試儀器和設(shè)備十分缺少， 有不少齒輪生產(chǎn)企業(yè)竟然沒有一臺齒輪量儀；有些國有大中型企業(yè)所使用的齒輪量儀，還是國外六七十年代的產(chǎn)品，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了技術(shù)發(fā)展的要求。造成這種現(xiàn)象的主要原因是： a. 前幾年齒輪制造業(yè)的發(fā)展以量為主，對質(zhì)的要求尚不迫切，但今后，能否保證齒輪產(chǎn)品的質(zhì)量，是否擁有與產(chǎn)品等級相適應(yīng)的齒輪量儀，將成為企業(yè)能否生存的關(guān)鍵； 溝通不夠，技術(shù)交流偏少是造成我國齒輪生產(chǎn)企業(yè)儀器裝備落后的另外一個原因。許多齒輪生產(chǎn)企業(yè)對國內(nèi)齒輪量儀的發(fā)展了解不夠，對齒輪量儀的性能了解不夠，制約著齒輪量儀進(jìn)入齒輪生產(chǎn)企業(yè)。事實(shí)上，這幾年在齒輪制造業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，我國齒輪量儀制造水平也經(jīng)歷了跨越式發(fā)展，特別是 2000年以來，以 3903 系列為代表的 輪測量中心投放市場，標(biāo)志著我國齒輪量儀的制造水平達(dá)到了當(dāng)今國際先進(jìn)水平，基本上可以滿足齒輪行業(yè)對測量儀器的需求。 1 1923年，德國 司在世界上首次研究成功 一種被稱為“ 儀器，實(shí)際上是機(jī)械展成式萬能漸開線檢查儀。 1965年，英國的 2 士研制成功光柵式單嚙儀，標(biāo)志著高精度測量齒輪動態(tài)性能成為可能。 1970年，美國 司在芝加哥博覽會展出 志著數(shù)控齒輪測量中心開始投入使用，這是齒輪測量技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 70 年代以前，機(jī)械展成式測量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，并在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)受了考驗(yàn)。經(jīng)過 30 多年的完善和推廣，齒輪整體誤差測量方法在我國已發(fā)展成為傳統(tǒng) 元件 的運(yùn)動幾何測量法，其基本思想是將被測對象作為一個剛性的功能元件或傳動元件與另一標(biāo)準(zhǔn)元件作嚙合運(yùn)動，通過測量嚙合運(yùn)動誤差來反求被測量的誤差。 最近幾年一些新的齒輪測量儀器也在不斷的涌現(xiàn)，在新的齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)中，齒輪精度的檢測項(xiàng)目有齒距偏差、齒廓偏差、螺旋線偏差、切向綜合偏差、徑向綜合偏差、徑向跳動等項(xiàng)目。這里主要介紹以下幾種最為先進(jìn)的齒輪測量儀：a. 輪測量中心 3903/3906 3903/3906型 輪測量中心是哈量集團(tuán)精密量儀公司開發(fā)出的新產(chǎn)品，具有測量功能強(qiáng)、精度高、速度快等特點(diǎn)，達(dá)到了當(dāng)代國際先進(jìn)水平該中心可滿足用戶對齒輪精度的全面檢測，工藝間檢測、刀具檢測等需求?？赏瓿升X輪的齒距、齒廓 、螺旋線、徑跳、切向綜合（單截面整體誤差）等項(xiàng)目的檢測，可測量的工件有齒輪、齒輪刀具（滾刀、插齒刀、剃齒刀等）、蝸輪、蝸桿、弧齒錐齒輪等。由于其工作原理上不需要標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)蝸桿等標(biāo)準(zhǔn)件和機(jī)械展成機(jī)構(gòu)，測量運(yùn)動由計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)來完成，因此可以根據(jù)用戶的要求，開發(fā)出 各種特殊軟件。整個操作界面漢字提示，操作簡單，對操作人員的要求不高 b. 列齒輪測量機(jī) 640/1200/16002 該系列測量機(jī)是引進(jìn)德國克林貝格公司技術(shù)生產(chǎn)的，主要用于對大齒輪的測量。目前哈量集團(tuán)精密量儀公司已經(jīng)完成了該測量機(jī)控制系統(tǒng)國產(chǎn)化改造將過時(shí)的控制電路、記錄器等全部淘汰，采用新的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器，改造后的 列齒輪測量機(jī)不僅保留了儀器原有的全部功能，而且使儀器的功能和性能都有很大提升。齒輪的測量項(xiàng)目有齒廓、螺旋線、齒距、徑跳等，還可以測量齒輪刀具（滾刀、插齒刀、 剃齒刀等）、蝸桿及工件表面粗糙度、工件錐度、圓度等形位誤差。針對國內(nèi)已有 列測量機(jī)的用戶，公司可提供升級改造服務(wù)。 c. 3004B、 3006B、 3008B 系列萬能齒輪測量機(jī) 該系列齒輪測量機(jī)是哈量集團(tuán)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化齒輪量儀，在工作原理和儀器功能上接近 量中不需要標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)蝸桿，即可測量齒輪、齒輪刀具等工件的多項(xiàng)誤差，在測量效率要求不很高的情況下，可廣泛用于工廠計(jì)量室和車間檢測站，進(jìn)行精密測量。 d. 3100 系列雙面嚙合檢查儀 主要檢測齒輪的徑向綜合誤差， 可廣泛用于除汽車、摩托車行業(yè) 4級以下精度齒輪的分選檢測，工作效率高，精度穩(wěn)定 。 e. 3200、 3300 系列齒形、齒向檢查儀 該系列測量儀是機(jī)械展成式測量機(jī)根據(jù)測量要求的不同，有多種不同的機(jī) 3 械結(jié)構(gòu)，主要完成對齒輪齒形、齒向等單項(xiàng)誤差測量，儀器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、精度穩(wěn)定，可廣泛用于生產(chǎn)車間使用。 文的主要任務(wù) 本文分析了齒輪誤差測量的發(fā)展?fàn)顩r和特點(diǎn)，針對國內(nèi)外出現(xiàn)的各種測量儀器的局限和不足，提出改進(jìn)齒輪測量軟件測量齒輪的方法，并設(shè)計(jì)完成一種新型的、人機(jī)界面友好的，自動化程度較高的齒輪測量軟件。 a. 首先通過對齒輪齒形和齒向測量原理以及齒輪測量機(jī)機(jī)械部分運(yùn)動機(jī)理的理解，完成總體方案設(shè)計(jì)； b. 依據(jù)齒形、齒向測量原理建立齒形、齒向誤差測量算法，并完成齒形誤差軟件的程序流程； c. 針對測量中出現(xiàn)特性和整個界面的易于操作性和美觀性，利用 d. 最后對所編寫的測量軟件進(jìn)行模擬調(diào)試，并進(jìn)一步肯定了整個測量系統(tǒng)的合理性和實(shí)用性。 2 齒輪測量原理與總體方案設(shè)計(jì) 4 2 齒輪測量原理與總體方案設(shè)計(jì) 形誤差的定義 3 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) J 形誤差的定義是：在端截面上，齒形工作部分內(nèi)（齒頂?shù)估獠糠殖猓┌輰?shí)際齒形的兩條最近的設(shè)計(jì)齒形間的法向距離。由定義可知，在齒形誤差測量中應(yīng)測出實(shí)際齒形相對于設(shè)計(jì)齒形之誤差 ,設(shè)計(jì)齒形是指以漸開線理論齒形為基礎(chǔ)，考慮彈性變形和誤差對噪聲的影響而加以修正的齒形 ,在成對齒輪副中，可以設(shè)計(jì)為兩個齒輪都作齒頂修緣，也可以設(shè)計(jì)為一個齒輪（常是小齒輪）作齒頂修緣，齒根過切或設(shè)計(jì)為凸齒形，另一個相配的齒輪不作修正 ,修正量是很小的，僅有（ m,或從 20m。因此，齒形誤差測量還是以實(shí)際齒形與理論漸開線進(jìn)行比較作為基礎(chǔ)。 形誤差測量方法 a. 坐標(biāo)法 將被測齒形上若干點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與相應(yīng)的計(jì)算坐標(biāo)進(jìn)行比較從而計(jì)算出齒形誤差的方法稱為齒形誤差坐標(biāo)測量法。以坐標(biāo)法測量齒形誤差，既可以在以坐標(biāo)為測量原理所構(gòu)成的專用齒形誤差測量儀上進(jìn)行，也可以在坐標(biāo)測量機(jī)或測量顯微鏡上測量。 b. 標(biāo)準(zhǔn)軌跡法 將被測齒形與儀器復(fù)現(xiàn)的理論漸開線軌跡進(jìn)行比較從而求出齒形誤差的方法稱為齒形誤差的標(biāo)準(zhǔn)軌跡測量法。由于電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用電子和機(jī)械共同組成的系統(tǒng)來復(fù)線理 論漸開線軌跡，這種系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)控（ 也可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控（ 稱這種方法為電子展成法。電子展成法正在發(fā)展中。 c. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 這種方法是使被測齒形與標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形曲線直接進(jìn)行比較，從而測出齒形誤差，（標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形曲線應(yīng)具有一定的準(zhǔn)確度）。這種方法可用于車間條件下的生產(chǎn)測量，也可用于高準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)室測量。 本文采用標(biāo)準(zhǔn)軌跡法進(jìn)行齒形與齒向的測量。 形測量范圍的確定 4 a. 確定起測圓的方法 (1)當(dāng)被測齒輪 2相嚙合時(shí)，被測 齒輪 實(shí)際部分是齒頂圓與工作圓之間的一段漸開線齒形。所謂工作圓是指通過相嚙合的齒輪 ,其半徑為 如 5 圖 , 222rb （ 22a s i n 1 2 2li a r a r b （ 其中 1 2 / c o s a rb rb a t （ ( 2 ( 1 2 ) / 1 2 )i n v a t t g a t X t X t Z Z i n v a t （ 2 2 * 2 *r a r h a m n X n m n n m n （ 式中 n 高度變位時(shí) n =0,角度變位時(shí) n 0。 / c o （ ( 1 2 )t X t X t y t （ c o s( 1 2 / 2 ) 1c o s t z z （ 式中 t 數(shù) ; (2)由于在測量單位個齒輪時(shí)，常常不知與其嚙合的齒輪的參數(shù)，為使測量的齒形工作部分稍大于齒形有效部分，可以按照被測齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒條嚙合時(shí)的有效工作部分來計(jì)算其工作圓。此時(shí)工作圓是指通過齒條的齒頂線與嚙合線的交點(diǎn) 半徑為 圓， 如圖 示。 圖 輪漸開線 6 222Ra r （ 22 *s i nh a m n X n m nl i r r b （ (3)為了簡化計(jì)算，可以按進(jìn)入圓來確定起測點(diǎn)。進(jìn)入圓是指其半徑 分度圓半徑相差 C=(xs)圓 如圖 示 下式計(jì)算 : mn*z/2) （ C=hn* （ 當(dāng)齒數(shù)少時(shí)按基圓確定：當(dāng)齒數(shù) Z 33時(shí)； Z 16時(shí)， 為只在基圓外才有漸開線，當(dāng)齒數(shù)少時(shí)，應(yīng)該以基圓作為起測圓。 以上三種計(jì)算結(jié)果相比較 ,起測圓按進(jìn)入圓計(jì)算時(shí) ,齒形上被測范圍為最大 ,這將對切齒條件要求嚴(yán)格 應(yīng)當(dāng)選以免對加工條件要求過嚴(yán) b. 起 測和終測展開角和展開長度的計(jì)算 5 由于齒形測量是按照展成角度或展開長度進(jìn)行的，實(shí)際的測量范圍是以展成角或展成長度來表示的。 如圖 示 起測點(diǎn) A 所對應(yīng)的展開角與展開長度稱為起測展開角 A 與起測展開長度 所對應(yīng)的為終測展開角 B,終測展開長度 A= （ LA= （ 1co s A （ B= （ LB=a 1co s a （ 形誤差評定與分析 a. 齒形誤差的評定 用齒形誤差曲線圖表示齒形誤差。曲線圖的橫坐標(biāo)表示展開角度或展開長度 L，縱坐標(biāo)表示個測量點(diǎn)的齒形誤差 展開長度的誤差 見圖 果被測齒形與理論漸開線沒有差別，在記錄圖上記錄為平行于橫坐標(biāo)的直線。 7 在確定了齒形測量范圍（ A、 B）之后，在此范圍內(nèi)作兩 條平行線分別與齒形誤差曲線的上下兩個最高點(diǎn)相切，平行線間的縱坐標(biāo)格數(shù)乘以誤差放大比即可得到齒形誤差 了反映齒輪偏心等因素的影響，測量均布的四個齒面的齒形誤差，以期最大值作為該齒輪的齒形誤差，用來評定該齒輪的齒形質(zhì)量是否合于要求。 b. 齒形誤差的分析 對方程式 L= (2)錯誤 !未找到引用源。 全微分并取增量形式，可得 L= （ 或 L=- 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 b 。 （ 展開長度的變化就是齒形誤差，有上式可以看出，基圓半徑的變化 b 或壓力角的變化都是影響齒形誤差的因素，其主要的工藝原因是刀具的齒形角有誤差。由于齒形角誤差在一般情況下可以認(rèn)為是定值，所以， 果沒有其他的誤差因素，僅有由于齒形角誤差所造成的壓力角誤差，齒形誤差的記錄曲線是一條與橫坐標(biāo)有一定夾角的傾斜直線。 由以上分析可知，齒形誤差由兩部分組成： 由壓 力角誤差（或基圓半徑誤差 b）引起的漸開線齒形的傾斜誤差 以齒形誤差曲線的中線 由機(jī)床傳動鏈誤差引起的漸開線齒形的形狀誤差 中線 方向左兩條能包容齒形誤差曲線的平行線，它們之間沿著橫坐標(biāo)的距離即為 c. 確定中線 為了求出 先要確定中線 (1)根據(jù)最小二乘法原理求出齒形誤差曲線的擬合直線即為中線。表征直線方程的參數(shù)為直線的斜率 ,計(jì)算擬合直線的斜率 K 的方法為 :在測得的曲線上取一系列點(diǎn)的坐標(biāo)值 ( 1, ,( 2, ( i, 斜率計(jì)算式為 : 22n （ 式中 、 L 分別為i及平均值； n: 測量點(diǎn)的總數(shù)。 圖 形誤差分析 8 這種方法的精度高，但計(jì)算較為復(fù)雜，一般為手工計(jì)算所不用，當(dāng)測量系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)常常用這種方法，這時(shí)可由測出的各個坐標(biāo)值直接進(jìn)行計(jì)算。 (2)對于一般精度的測量，常常用目估作圖法確定中線。即在所得的齒形誤差曲線圖上畫一條直線，使在測量范圍內(nèi)，直線兩邊的齒形誤差曲 線與直線間所包容的面積相等，這條直線就是中線 這種方法精度不高，但簡單易性。而且目估的方向，對于一個熟練的測量者來說也不會偏離最小二乘法所確定中線的 2度的范圍，這是測量精度所允許的。 d. 基圓半徑誤差 式 (前一項(xiàng)可以知道 ,當(dāng)僅有基圓半徑誤差 ,齒形誤差曲線是一條與橫坐標(biāo)有夾角的直線 ,由計(jì)算法求出中線的斜率即為基圓半徑誤差 : （ 由作圓法確定中線后可以在曲線 上直接量出傾斜誤差 時(shí)由下式計(jì)算基圓半徑誤差 : （ 式中 單位為 m; 單位為 單位 m. 向誤差的定義 在分度圓柱面（允許在齒高中部測量）上，齒寬工作部分范圍內(nèi)（端部倒角部分除外）包容實(shí)際齒向線 的兩條最近的設(shè)計(jì)齒向線之間的端面距離。 向誤差測量方法 (1). 標(biāo)準(zhǔn)軌跡法 測量儀器形成標(biāo)準(zhǔn)的螺旋運(yùn)動與被測齒輪的螺旋線進(jìn)行比較測量，齒向誤差直接由測量裝置指示出來。形成標(biāo)準(zhǔn)的螺旋線軌跡的裝置可以是機(jī)械式的、光學(xué)機(jī)械式的，也可以是電子展成式的。 (2). 坐標(biāo)測量法 螺旋線是一條空間曲線，可按照螺旋線形成原理分別測量齒輪轉(zhuǎn)角和測頭齒輪方向的位置，然后與相應(yīng)的理論值進(jìn)行比較，計(jì)算出齒輪向的誤差；或者按照空間直角坐標(biāo)沿螺旋線逐點(diǎn)測量其三個坐標(biāo)值，然后計(jì)算出齒向誤差。 9 向誤差評定與分析 齒向誤差在一般情況下是由兩部分組成的，即齒向線的位置誤差和形狀 ,如下圖 向線的位置誤差也就是螺旋線角誤差的線值，用 定 要求不十分精確的情況下也可以用作圖法使中線兩邊曲線多包圍的面積相等來確定中線的位置。包容實(shí)際齒向誤差曲線且與中線平行的兩條直線之間的距離（仍為齒輪端面距離，在 為形狀誤差，用 齒向誤差分為位置誤差和形狀誤差將有助于分析齒向的加工誤差。 由 為 b (將此式微分并取增量形式，且（ = =( b) (式中 b 圖 齒面的齒向線位置誤差 向齒體內(nèi)的誤差為負(fù)值），其螺旋角誤差方向相反，主要是由于加工時(shí)刀具沿著工件軸線方向進(jìn)給時(shí)，刀具的運(yùn)動方向與工件軸線方 向不平行所引起的，其不平行度由左、右齒面的齒向線位置誤差的平均值來確定的，即： =（ + ） /2 (圖 齒面的齒向線位置誤差 左、右齒面螺旋角誤差方向相同的情況。這主要是由于刀具軸向進(jìn)給方向相對于工件軸線傾斜所造成的，其傾斜度按左、右齒面齒向線位置誤差的絕對值之平均值來確定，即： = + （ 工件的安裝誤差也會造成工件軸線相 對于刀具軸向進(jìn)給方向傾斜，而且二者相對的傾斜度是工件轉(zhuǎn)角的函數(shù)，這就導(dǎo)致一個齒輪上各個齒的齒向誤差數(shù)值不同。 圖 向誤差評定法 10 圖 向誤差曲線 由于機(jī)床傳動鏈的傳動比不準(zhǔn)確也會造成 此在分析工藝誤差的時(shí)候要結(jié)合具體加工條件進(jìn)行分析。 當(dāng)左、右齒面的齒向誤差曲線較大， 的值也相差較大，則是兼有幾種工藝誤差因數(shù)的綜合作用，可先找出主要工藝誤差因數(shù)，再按照任一齒面的 齒向誤差的形狀誤差 f f 是由于切齒加工中刀具相對于工件軸線移動的導(dǎo)軌的直線度誤差及軸向進(jìn)給絲杠的軸向竄動等因數(shù)所引起。 體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)軌跡法進(jìn)行齒輪齒形齒向的誤差測量，將被測齒輪的實(shí)際齒形與儀器復(fù)現(xiàn)的理論漸開線進(jìn)行比較從而得出誤差的測量方法，運(yùn)動的合成經(jīng)參數(shù)設(shè)置完成后計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行計(jì)算，控制控制系統(tǒng)發(fā)出指令脈沖，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的運(yùn)動，硬件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從安裝在滑架上的測頭采集數(shù)據(jù)，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，得出誤差結(jié)果，轉(zhuǎn)化為圖形和數(shù)字量形式的結(jié)果輸出。 根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對軟件的編寫擬采用可視化編程語 言 +為該語言執(zhí)行速度快，人機(jī)界面友好，具有較高的操作系統(tǒng)訪問權(quán)。齒形測量程序設(shè)計(jì)時(shí)主要完成齒形測量中的數(shù)據(jù)采樣和結(jié)果的處理，并根據(jù)測量算法得到齒廓總偏差、齒廓斜率偏差、齒廓形狀偏差和齒廓誤差曲線，通過對齒形誤差測量方法的分析并結(jié)合機(jī)械部分運(yùn)動機(jī)理，齒形誤差測量的理論方方法采樣坐標(biāo)法；齒向測量程序設(shè)計(jì)時(shí)主要完成齒向測量中的數(shù)據(jù)采樣和結(jié)果的處理，并根據(jù)測量算法得到齒向總偏差 向斜率偏差 向形狀偏差 過對齒形誤差測量方法的分析并結(jié)合機(jī)械 部分運(yùn)動機(jī)理，齒向誤差測量的理論方方法采樣標(biāo)準(zhǔn)軌跡法。最后所有的誤差結(jié)果以文字和圖形的方式顯示在屏幕上，而且用戶的所由參數(shù)以對話框的形式由用戶通過鍵盤輸入。3 板卡操作 11 3 板卡操作 6 綜合考慮此設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)需要完成如下任務(wù) :測量者按下操作面板的按鍵時(shí)，計(jì)算機(jī)要能對其識別并發(fā)出指令，驅(qū)動系統(tǒng)動作完成測量，為此，測量系統(tǒng)需要一個開關(guān)量輸入設(shè)備； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的信號為電壓模擬信號，因此在計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間需要一塊 A/D 轉(zhuǎn)換卡，本設(shè)計(jì)中采用北京華遠(yuǎn)自動化公司的 轉(zhuǎn)化卡、 110數(shù)字量輸入卡，光柵數(shù)據(jù)采集卡選用 中前兩個板卡為 口， 設(shè)計(jì)中采用 件，它 允許 序?qū)崟r(shí)直接訪問 的 i/o 端口而無須使用 或其他工具。 持 5/98 和 000/并且 非常容易使用 ， 在 000/， 動程序可以動態(tài)地加載和卸載，不需要做任何設(shè)置工作。 是 令的替代品。 可以獲得 口的基地址。 而 基于 線的采集卡， 線系統(tǒng)要求有一個 制卡，它必須安裝在一個 槽內(nèi)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式， 制器可以與一次交換 32 位或 64 位數(shù)據(jù)，它允許智能助適配器利用一種總線主控技術(shù)與 行地執(zhí)行任務(wù)。 卡介紹及操作 7 ，它有三種不同的觸發(fā)方式：軟件觸發(fā)、定時(shí)觸發(fā)和外部觸發(fā)。 本設(shè)計(jì)采用軟件觸發(fā)，主要操作步驟如下： (1). 對“ ”口進(jìn)行讀操作，清除 A/D 完成位，避免引起系統(tǒng)誤操作。 (2). 對“ ”口進(jìn)行寫操作，選擇模擬輸入通道和程控增益。 (3). 對“ ”口進(jìn)行寫操作，關(guān)閉定時(shí)觸發(fā)、外觸發(fā)。 (4). 對“ ”口進(jìn)行寫操作，觸發(fā) A/ (5). 從“ ”口進(jìn)行讀操作，讀取板狀態(tài)字，檢 測 A/是否為“ 1”。 (6). 當(dāng) A/1”后，延時(shí)大約 25 s。 (7). 從“ ”和“ ”口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 軟件在查詢方式下，用戶編程自行決定在檢測到 A/讀取 A/應(yīng)部分程序代碼如下 _,0); /讀基地址 +2位，是否啟動 A/_); /讀 A/低 8位 _)&0 /讀 A/位 N=（ +1 取 計(jì)算每個采樣點(diǎn)誤差和 求所有偏差的和除以 對 點(diǎn)根據(jù)最小二乘法確定中線 距 由 y b 及實(shí)際采樣點(diǎn)處的偏差求形狀偏差和斜率偏差 返回計(jì)算結(jié)果及測量值 返 回 圖 據(jù)處理程序流程圖 25 據(jù)采樣流 程及部分程序代碼 采樣函數(shù)程序代碼如下 12： y=0; i=0; /采樣 _,0); /寫控制字觸發(fā) A/初始化 讀基地址控制變量 讀基地址 +3的數(shù)據(jù) 送給 給 6040基地址 +2寫控制程序 讀基地址 +4 的數(shù)據(jù) 送給 8)送給 &0? 00/1000/4096 00/1000/4096 00/1000/4096 00/1000/4096 返回 樣函數(shù)流程圖 26 y=_ /讀基地址 (y&0; /檢測 A/); /讀 A/位 )&0|(8); /得到采樣數(shù)據(jù)送入 ; 00;/辨率 4000v 000/4096; /數(shù)據(jù)運(yùn)算 鍵掃描流程圖設(shè)計(jì) 初始化 i=0 i 讀 6110值 賦 i+ i=8 o 01 2*) i4? 27 由于整個測量軟件要根據(jù)輸入按鍵的狀態(tài)決定什么時(shí)候開始測量，具體測量什 么項(xiàng)目什么時(shí)候測量結(jié)束，開始測量時(shí)要控制電機(jī)帶動運(yùn)動部件按要求軌跡運(yùn)動，結(jié)束時(shí)還要控制電機(jī)停止運(yùn)動。所以按鈕檢測與控制程序就顯的很重要，在按鈕檢測與控制程序中主要完成按鍵的讀取。 按鈕檢測與控制程序代碼如下： ) 1; /檢測按鍵 _); /6110 i=0;i4;i+) 0(2*i) i; if(0|1|2|3)/測量項(xiàng)目 齒形右 2齒向上 3齒向下 i=8;i10;i+) /8 9停止 02*i) 00/1000/4096 00/1000/4096 00/1000/4096 i 圖 鍵掃描流程圖 i10? i 結(jié)束 28 0(2*i) i; if( ; 5 伺服機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核 29 5 伺服機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核 原理方案設(shè)計(jì) 13 圖 工作原理：計(jì)算機(jī)通過計(jì)算測量者輸入的數(shù)據(jù)得到一系列運(yùn)動信息，傳遞給數(shù)控裝置發(fā)出運(yùn)動的指令脈沖，再經(jīng)過傳動導(dǎo)向裝置使測頭工作臺與被測齒輪合成理論的漸開線運(yùn)動，測頭檢測到的信息即為誤差信息，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)把采集到的數(shù) 據(jù)送給計(jì)算機(jī)，經(jīng)過運(yùn)算得出誤差結(jié)果。 結(jié)構(gòu)布局 14。 動裝置 驅(qū)動系統(tǒng)：它是使機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動的裝置，伺服驅(qū)動裝置是帶有力或力矩或速度或位置反饋并可自動調(diào)節(jié)的驅(qū)動裝置。要求主要在以下幾方面：高精度、快速響應(yīng)、無超調(diào)、調(diào)速范圍寬、穩(wěn)定性要好、快速的應(yīng)變能力和較長時(shí)間的過載能力。 綜合選擇，取電機(jī)類型為交流伺服電機(jī)。被測齒輪 計(jì)算機(jī) 數(shù)控驅(qū)動裝置 傳動、導(dǎo)向裝置 測量裝置 結(jié)果輸出 30 動系統(tǒng) 由于此測量機(jī) r/常工作時(shí)轉(zhuǎn)速極低，且測量系統(tǒng)為較高精度的測量，因此采用兩級轉(zhuǎn)速，考慮到整個測量機(jī)的安裝位置，第一級選錐齒輪傳動，傳動效率高，有很大的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定；第二級選擇同步帶傳動，它可保持恒定的傳動比，傳動精度較高，工作平穩(wěn)，效率高，達(dá) 98%，噪音小，不需要潤滑。 動導(dǎo)軌 15 導(dǎo)軌是精密機(jī)械中用來保證各運(yùn)動部件相對精度的一個重要部件。滾動導(dǎo)軌具有以下優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動靈敏度高，沒有爬行現(xiàn)象；定位精度高；牽引力小，移動靈活；主要由導(dǎo)軌、滑塊以及滾珠組成。 服 機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 伺服電機(jī)的選擇 (1). 選擇滾珠絲杠 已知正常工作狀態(tài)時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)速約為 5r/絲杠的預(yù)計(jì)壽命為 15000h，由 610150006 0 5， (得出 L= 先初選絲杠的導(dǎo)程為 5mm/r, 335 5 1 02 2 2 1 0 1 0aF m a N ( 3 ， (因此 3 31 0 4 . 5 1 6 . 5 L N 因?yàn)槭芰Σ淮螅瑑?yōu)先選取絲杠的導(dǎo)程為 5mm/r，由因?yàn)樾枰惭b帶輪、軸承等零件，故絲杠軸徑取為 25預(yù)緊方式為雙螺母墊片式。 根據(jù)表 5擇絲杠的型號為 相關(guān)參數(shù)為： 絲杠中徑 25本導(dǎo)程 5mm/r ,鋼珠直徑為 杠外徑為 列。 (2). 由于測量機(jī) Z 軸部分螺母副及滾珠導(dǎo) 軌承受的徑向和軸向載荷不大，而且 31 在測量過程中絲杠的測量速度很慢，為 5r/對電機(jī)要求為額定轉(zhuǎn)速低、響應(yīng)速度快，本設(shè)計(jì)選取上海贏雙電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為 交流電機(jī)，相關(guān)參數(shù)如下： 電壓