基于平均齿廓的齿距偏差测量及相关技术

发布时间：2017-10-22 07:03

  本文关键词：基于平均齿廓的齿距偏差测量及相关技术

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【摘要】：齿轮作为一种重要的传动部件,直接影响设备的性能和稳定,因此关于齿轮精度评价的研究显得尤为重要。现有齿距偏差测量是选取齿轮同侧齿面在齿高中部同一圆周上的一点来计算齿距,评估齿面分布均匀程度。局部测量点的某些缺陷会影响齿距评价准确性。针对这种不足,提出了一种基于平均齿廓的齿距偏差评价方法,旨在更全面客观地反映齿面分布均匀程度。这种齿距评价与齿廓偏差有关,齿廓偏差由Mahr891E齿轮测量中心测得。最后利用结构光三维测量技术搭建一套测量系统,为后续关于建立科学的齿轮三维偏差评价体系,实现三维齿面快速测量的研究做出一些铺垫和思考。本文重点针对齿轮齿距偏差指标进行了以下几个方面的工作：1.提出一种新型基于平均齿廓的齿距偏差评价方法,将整条齿廓线上的点纳入齿距评价范围,较为接近实际齿轮工作状态。这种齿距评价与齿廓偏差有关。通过对齿轮测量中心工作原理分析,采用齿轮测量中心进行数据采集,并分析误差修正环节。2.采用Mahr891E齿轮测量中心对齿廓偏差进行测量,从齿廓偏差中分离转角偏差。建立一种基于平均齿廓的转角偏差齿距评价模型,利用最小二乘法拟合各齿面平均齿廓转角偏差评估齿面分布均匀程度,分析偏差模型合理性,提供与齿距仪对比实验。3.初步搭建一套结构光测量系统,进行了技术原理研究与实现。基于格雷码技术,使用单相机和单投影仪搭建系统。采用投影正反两套格雷码加全黑全白图像的办法,实现准确解码。4.将投影仪当作逆向相机,利用张正友标定法对相机和投影仪进行系统标定,利用三角法重建齿轮三维形貌。提出了结构光三维齿距偏差测量系统设计方案。通过基于平均齿廓的转角偏差齿距评价与齿距仪测量结果对比,本文方法获得的齿距累积总偏差为5.04μmm,齿距仪测得齿距累积总偏差为5.84μmm。结果表明这种方法可以很好评价实际齿距,结果具有一般性,也为齿距偏差的研究提供了一种新思路。利用结构光测量技术,搭建一套测量系统,初步实现了对齿面轮廓的三维重建,为后续齿轮三维偏差测量做出铺垫。
【关键词】：齿距偏差 平均齿廓 转角偏差 齿廓偏差 结构光测量
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG86
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 齿轮测量技术发展概述9-10
• 1.2 齿轮测量技术分类10-13
• 1.3 国内外齿轮偏差评价方法探索13-16
• 1.3.1 接触法测量技术13-14
• 1.3.2 非接触法测量技术14-16
• 1.4 光学三维测量技术16-20
• 1.5 课题研究内容、目的及意义20-21
• 2 平均齿廓齿距偏差评价研究21-30
• 2.1 常见齿距偏差测量方法及其存在问题21-23
• 2.1.1 齿距偏差定义21-22
• 2.1.2 齿距偏差测量方法22-23
• 2.1.3 测量方法存在问题23
• 2.2 平均齿廓齿距偏差评价方法23-26
• 2.3 平均齿廓齿距偏差测量26-29
• 2.3.1 齿轮测量中心工作原理26-28
• 2.3.2 测量误差修正28-29
• 2.4 小结29-30
• 3 平均齿廓齿距偏差数学模型30-40
• 3.1 基于Mahr891E齿距偏差数学模型30-33
• 3.1.1 偏移角对应渐开线方程30-31
• 3.1.2 齿距偏差数学模型31-33
• 3.2 偏差模型分析33-34
• 3.3 测量数据预处理34-36
• 3.4 齿距偏差测量实验36-39
• 3.5 小结39-40
• 4 结构光三维测量技术研究40-67
• 4.1 格雷码编码结构光技术40-48
• 4.1.1 格雷码介绍40-41
• 4.1.2 编码解码原理41-43
• 4.1.3 编码图像处理技术43-48
• 4.2 结构光测量系统标定48-59
• 4.2.1 系统构成及标定方法48-49
• 4.2.2 相机标定49-52
• 4.2.3 投影仪标定52-54
• 4.2.4 系统标定实验54-59
• 4.3 三维重建59-64
• 4.3.1 三维重建原理59-61
• 4.3.2 重建结果61-64
• 4.4 结构光三维齿距偏差测量方案64-66
• 4.5 小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

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1 李U，

本文编号：1077238