蜗轮蜗杆激光精密测量技术研究
发布时间：2023-03-27 00:35
蜗杆传动是工业自动化领域中不可缺少的重要传动系统,被广泛应用于机床、汽车、仪器仪表、冶金机械及其他机器或设备中。为了确保蜗杆传动的位置准确度、工作平稳性、可靠性,必须对蜗轮、蜗杆的零件质量进行检测。目前蜗轮蜗杆的检测技术主要以接触式CNC坐标测量为主,这种测量方法在测量前必须根据被测零件的齿廓形状规划对应的测头运动路径,通用性较低,测量时间较长。因此,为突破接触式测量的局限性,对于蜗轮蜗杆先进检测技术的研究就显得非常重要。论文在分析现有的蜗轮蜗杆检测技术特点的基础上,探索更加精准、高效的测量方法,提出一种基于激光位移传感器的蜗轮蜗杆非接触式测量方法与对应的齿形、齿距误差算法。在查阅大量与蜗杆、蜗轮的啮合原理以及CNC坐标测量技术相关的国内外文献的基础上,运用空间几何坐标计算法建立了常见圆柱蜗杆、蜗轮的齿廓理想模型。利用激光位移传感器采集被测蜗杆的轴向齿廓点与蜗轮的特定端截面齿廓点相对各自齿廓分度位置的位移量来构建测量齿廓模型,通过三次最小二乘拟合法求出测量采样齿廓点的拟合曲线方程,并将拟合后的平滑曲线在齿廓分度位置的数据点作为理想齿廓在分析计算坐标系中的位置标定点,使理想齿廓在分度位置...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蜗轮蜗杆测量技术的研究现状
1.2.2 蜗轮蜗杆测量技术的发展趋势
1.3 课题的研究意义与内容
1.3.1 课题的研究意义
1.3.2 课题的研究内容
1.4 本章小结
第二章 蜗轮蜗杆激光测量装置的总体设计
2.1 激光位移传感器的应用
2.1.1 激光三角法测量原理
2.1.2 激光位移传感器的规格与参数设定
2.2 测量装置的总体设计
2.2.1 测量装置的结构组成
2.2.2 测量装置的机械运动导向系统
2.3 测量装置的电气控制系统
2.3.1 运动控制系统的驱动与控制
2.3.2 运动控制系统的实际位置反馈
2.4 测量装置的机床坐标系
2.5 本章小结
第三章 蜗轮蜗杆理想模型的建立
3.1 蜗杆传动的概述
3.1.1 蜗杆传动的特点和应用
3.1.2 蜗杆传动的分类
3.1.3 蜗杆传动的基本参数
3.2 蜗杆齿廓理想模型的建立
3.2.1 ZN蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.2 ZA蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.3 ZI蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.4 ZK蜗杆的齿面及齿廓方程
3.2.5 ZC蜗杆的齿面及齿廓方程
3.3 蜗轮齿廓理想模型的建立
3.3.1 蜗轮的一般齿面方程
3.3.2 ZN、ZA、ZI蜗杆配对蜗轮的端截面齿廓
3.4 本章小结
第四章 蜗轮蜗杆激光测量原理与误差分析方法
4.1 蜗轮蜗杆的非接触式检测方法
4.1.1 接触式测量的局限
4.1.2 基于激光位移传感器的蜗轮蜗杆测量原理
4.2 蜗轮蜗杆的非接触式测量方法与步骤
4.2.1 测量坐标系的标定
4.2.2 蜗轮蜗杆的非接触式测量方法
4.3 蜗轮蜗杆的误差分析项目
4.4 蜗杆误差分析方法
4.4.1 蜗杆测量数据的筛选与坐标变换
4.4.2 蜗杆齿形误差分析
4.4.3 蜗杆齿距偏差分析
4.5 蜗轮误差分析方法
4.5.1 蜗轮测量数据的筛选与坐标变换
4.5.2 蜗轮齿形误差分析
4.5.3 蜗轮齿距偏差分析
4.6 三次最小二乘法拟合与插值计算的比较
4.6.1 齿距分析中应用插值法的局限性
4.6.2 三次最小二乘法拟合计算的优势
4.7 本章小结
第五章 测量系统软件与测量实验
5.1 系统软件设计
5.1.1 运动控制软件模块设计
5.1.2 误差评定软件模块设计
5.1.3 测量系统的运行流程
5.2 蜗轮蜗杆测量实验
5.2.1 测量设备介绍
5.2.2 ZI蜗杆测量实验
5.2.3 ZA蜗杆测量实验
5.2.4 ZA蜗杆配对蜗轮的测量实验
5.3 插值法计算齿距误差的测量实验
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 主要创新点
6.3 研究展望
参考文献
附录1
附录2
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：3772015
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蜗轮蜗杆测量技术的研究现状
1.2.2 蜗轮蜗杆测量技术的发展趋势
1.3 课题的研究意义与内容
1.3.1 课题的研究意义
1.3.2 课题的研究内容
1.4 本章小结
第二章 蜗轮蜗杆激光测量装置的总体设计
2.1 激光位移传感器的应用
2.1.1 激光三角法测量原理
2.1.2 激光位移传感器的规格与参数设定
2.2 测量装置的总体设计
2.2.1 测量装置的结构组成
2.2.2 测量装置的机械运动导向系统
2.3 测量装置的电气控制系统
2.3.1 运动控制系统的驱动与控制
2.3.2 运动控制系统的实际位置反馈
2.4 测量装置的机床坐标系
2.5 本章小结
第三章 蜗轮蜗杆理想模型的建立
3.1 蜗杆传动的概述
3.1.1 蜗杆传动的特点和应用
3.1.2 蜗杆传动的分类
3.1.3 蜗杆传动的基本参数
3.2 蜗杆齿廓理想模型的建立
3.2.1 ZN蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.2 ZA蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.3 ZI蜗杆的齿面和齿廓方程
3.2.4 ZK蜗杆的齿面及齿廓方程
3.2.5 ZC蜗杆的齿面及齿廓方程
3.3 蜗轮齿廓理想模型的建立
3.3.1 蜗轮的一般齿面方程
3.3.2 ZN、ZA、ZI蜗杆配对蜗轮的端截面齿廓
3.4 本章小结
第四章 蜗轮蜗杆激光测量原理与误差分析方法
4.1 蜗轮蜗杆的非接触式检测方法
4.1.1 接触式测量的局限
4.1.2 基于激光位移传感器的蜗轮蜗杆测量原理
4.2 蜗轮蜗杆的非接触式测量方法与步骤
4.2.1 测量坐标系的标定
4.2.2 蜗轮蜗杆的非接触式测量方法
4.3 蜗轮蜗杆的误差分析项目
4.4 蜗杆误差分析方法
4.4.1 蜗杆测量数据的筛选与坐标变换
4.4.2 蜗杆齿形误差分析
4.4.3 蜗杆齿距偏差分析
4.5 蜗轮误差分析方法
4.5.1 蜗轮测量数据的筛选与坐标变换
4.5.2 蜗轮齿形误差分析
4.5.3 蜗轮齿距偏差分析
4.6 三次最小二乘法拟合与插值计算的比较
4.6.1 齿距分析中应用插值法的局限性
4.6.2 三次最小二乘法拟合计算的优势
4.7 本章小结
第五章 测量系统软件与测量实验
5.1 系统软件设计
5.1.1 运动控制软件模块设计
5.1.2 误差评定软件模块设计
5.1.3 测量系统的运行流程
5.2 蜗轮蜗杆测量实验
5.2.1 测量设备介绍
5.2.2 ZI蜗杆测量实验
5.2.3 ZA蜗杆测量实验
5.2.4 ZA蜗杆配对蜗轮的测量实验
5.3 插值法计算齿距误差的测量实验
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 主要创新点
6.3 研究展望
参考文献
附录1
附录2
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：3772015
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3772015.html
