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（完稿）CNC齿轮测量中心三维测头模块及测试软件设计（CAD全套）

下式计算当齿数少时按基圆确定当齿数时当时，。因为只在基圆外才有渐开线，当齿数少时，应该以基圆作为起测圆。以上三种计算结果相比较当起测圆按进入圆计算时,齿形上被测范围为最大,这将对切齿条件要求严格.如果测量高精度齿轮时,应当选来确定起测圆,以免对加工条件要求过严.对非特殊要求的齿轮可按确定起测圆起测和终测展开角和展开长度的计算由于齿形测量是按照展成角度或展开长度进行的，实际的测量范围是以展成角或展成长度来表示的。如图.所示起测点所对应的展开角与展开长度称为起测展开角与起测展开长度.终测点所对应的为终测展开角,终测展开长度.与根据起测圆半径计算.根据选用的,或代入上式与般按齿顶圆作为终测圆计算齿形误差评定与分析.齿形误差的评定用齿形误差曲线图表示齿形误差。曲线图的横坐标表示展开角度或展开长度，纵坐标表示个测量点的齿形误差即展开长度的误差，见图.。如果被测齿形与理论渐开线没有差别，在记录图上记录为平行于横坐标的直线。在确定了齿形测量范围之后，在此范围内作两条平行线分别与齿形误差曲线的上下两个最高点相切，平行线间的纵坐标格数乘以误差放大比即可得到齿形误差。为了反映齿轮偏心等因素的影响，测量均布的四个齿面的齿形误差，以期最大值作为该齿轮的齿形误差，用来评定该齿轮的齿形质量是否合于要求。.齿形误差的分析对方程式全微分并取增量形式，可得.或。.展开长度的变化就是齿形误差，有上式可以看出，基圆半径的变化或压力角的变化都是影响齿形误差的因素，其主要的工艺原因是刀具的齿形角有误差。由于齿形角误差在般情况下可以认为是定值，所以，与的关系是线性关系。如果没有其他的误差因素，仅有由于齿形角误差所造成的压力角误差，齿形误差的记录曲线是条与横坐标有定夹角的倾斜直线。由以上分析可知，齿形误差由两部分组成由压力角误差或基圆半径误差引起的渐开线齿形的倾斜误差,以齿形误差曲线的中线在测量范围内相对于横坐标的最大偏移量来度量由机床传齿形误差测量方法齿形测量范围的确定齿形误差评定与分析.齿轮齿向测量的方法与误差分析齿向误差的定义齿向误差测量方法齿向误差评定与分析.总体方案设计板卡操作.接口方案.板卡介绍及操作.板卡介绍及操作.简介操作过程齿轮测量机软件设计.开发软件简介.用户需求.软件的界面设计界面应具备的功能元素具体界面设计.总体程序流程图.分功能模块的实现齿形测量程序流程设计数据处理程序流程设计数据采样流程及部分程序代码按键扫描流程图设计伺服机械子系统设计及校核.原理方案设计.结构方案设计结构布局驱动装置传动系统滚动导轨.伺服机械子系统设计计算伺服电机的选择设计并校核齿轮同步带传动设计导轨设计各支承件的设计.强度校核伺服电机校核轴承校核结论致谢参考文献主要符号表量。为此，最近几年来在引进技术购置设备更新工艺加强信息化管理等技术改造和技术升级方面进行了大量的投入强化并提高齿轮制造全过程的测量与监控技术水平获得了空前的重视，并成为确保齿轮质量的个关键。开发具有自主知识产权的齿轮测量技术和仪器，满足我国齿轮制造质量检测的迫切需要，提高国产齿轮仪器在国内市场的占有率，是我国齿轮测量仪器制造业当前所面临的项重要而紧迫的任务。.研究意义目前，我国齿轮行业测试仪器和设备十分缺少，有不少齿轮生产企业竟然没有台齿轮量仪有些国有大中型企业所使用的齿轮量仪，还是国外六七十年代的产品，已远远满足不了技术发展的要求。造成这种现象的主要原因是.前几年齿轮制造业的发展以量为主，对质的要求尚不迫切，但今后，能否保证齿轮产品的质量，是否拥有与产品等级相适应的齿轮量仪，将成为企业能否生存的关键.信息沟通不够，技术交流偏少是造成我国齿轮生产企业仪器装备落后的另外个原因。许多齿轮生产企业对国内齿轮量仪的发展了解不够，对齿轮量仪的性能了解不够，制约着齿轮量仪进入齿轮生产企业。事实上，这几年在齿轮制造业迅猛发展的同时，我国齿轮量仪制造水平也经历了跨越式发展，特别是年以来，以系列为代表的齿轮测量中心投放市场，标志着我国齿轮量仪的制造水平达到了当今国际先进水平，基本上可以满足齿轮行业对测量仪器的需求。.国内外发展状况年，德国公司在世界上首次研究成功种被称为“”的仪器，实际上是机械展成式万能渐开线检查仪。年，英国的.博士研制成功光栅式单啮仪，标志着高精度测量齿轮动态性能成为可能。年，美国公司在芝加哥博览会展出，标志着数控齿轮测量中心开始投入使用，这是齿轮测量技术发展的转折点。年代以前，机械展成式测量技术已经发展成熟，并在生产实践中经受了考验。经过多年的完善和推广，齿轮整体误差测量方法在我国已发展成为传统元件的运动几何测量法，其基本思想是将被测对象作为个刚性的功能元件或传动元件与另标准元件作啮合运动，通过测量啮合运动误差来反求被测量的误差。最近几年些新的齿轮测量仪器也在不断的涌现，在新的齿轮精度国家标准中，齿轮精度的检测项目有齿距偏差齿廓偏差螺旋线偏差切向综合偏差径向综合偏差径向跳动等项目。这里主要介绍以下几种最为先进的齿轮测量仪.齿轮测量中心型齿轮测量中心是哈量集团精密量仪公司开发出的新产品，具有测量功能强精度高速度快等特点，达到了当代国际先进水平．该中心可满足用户对齿轮精度的全面检测，工艺间检测刀具检测等需求。可完成齿轮的齿距齿廓螺旋线径跳切向综合单截面整体误差等项目的检测，可测量的工件有齿轮齿轮刀具滚刀插齿刀剃齿刀等蜗轮蜗杆弧齿锥齿轮等。由于其工作原理上不需要标准齿轮标准蜗杆等标准件和机械展成机构，测量运动由计算机数控系统来完成，因此可以根据用户的要求，开发出各种特殊软件。整个操作界面汉字提示，操作简单，对操作人员的要求不高.系列齿轮测量机该系列测量机是引进德国克林贝格公司技术生产的，主要用于对大齿轮的测量。目前哈量集团精密量仪公司已经完成了该测量机控制系统国产化改造．将过时的控制电路记录器等全部淘汰，采用新的工业控制计算机和可编程控制器，改造后的系列齿轮测量机不仅保留了仪器原有的全部功能，而且使仪器的功能和性能都有很大提升。齿轮的测量项目有齿廓螺旋线齿距径跳等，还可以测量齿轮刀具滚刀插齿刀剃齿刀等蜗杆及工件表面粗糙度工件锥度圆度等形位误差。针对国内已有系列测量机的用户，公司可提供升级改造服务。.系列万能齿轮测量机该系列齿轮测量机是哈量集团具有自主知识产权的智能化齿轮量仪，在工作原理和仪器功能上接近齿轮测量中心．测量中不需要标准齿轮标准蜗杆，即可测量齿轮齿轮刀具等工件的多项误差，在测量效率要求不很高的情况下，可广泛用于工厂计量室和车间检测站，进行精密测量。.系列双面啮合检查仪主要检测齿轮的径向综合误差，可广泛用于除汽车摩托车行业级以下精度齿轮的分选检测，工作效率高，精度稳定。.系列齿形齿向检查仪该系列测量仪是机械展成式测量机．根据测量要求的不同，有多种不同的机械结构，主要完成对齿轮齿形齿向等单项误差测量，仪器结构简单效率高精度稳定，可广泛用于生产车间使用。.本文的主要任务本文分析了齿轮误差测量的发展状况和特点，针对国内外出现的各种测量仪器的局限和不足，提出改进齿轮测量软件测量齿轮的方法，并设计完成种新型的人机界面友好的，自动化程度较高的齿轮测量软件。.首先通过对齿轮齿形和齿向测量原理以及齿轮测量机机械部分运动机理的理解，完成总体方案设计.依据齿形齿向测量原理建立齿形齿向误差测量算法，并完成齿形误差软件的程序流程.针对测量中出现特性和整个界面的易于操作性和美观性，利用.编程语言来实现齿形测量系统软件的设计.最后对所编写的测量软件进行模拟调试，并进步肯定了整个测量系统的合理性和实用性。齿轮测量原理与总体方案设计.齿轮齿形测量的方法与误差分析齿形误差的定义根据标准规定，齿形误差的定义是在端截面上，齿形工作部分内齿顶倒棱部分除外包容实际齿形的两条最近的设计齿形间的法向距离。由定义可知，在齿形误差测量中应测出实际齿形相对于设计齿形之误差,设计齿形是指以渐开线理论齿形为基础，考虑弹性变形和误差对噪声的影响而加以修正的齿形,在成对齿轮副中，可以设计为两个齿轮都作齿顶修缘，也可以设计为个齿轮常是小齿轮作齿顶修缘，齿根过切或设计为凸齿形，另个相配的齿轮不作修正,修正量是很小的，仅有,或从到。因此，齿形误差测量还是以实际齿形与理论渐开线进行比较作为基础。齿形误差测量方法.坐标法将被测齿形上若干点的实际坐标与相应的计算坐标进行比较从而计算出齿形误差的方法称为齿形误差坐标测量法。以坐标法测量齿形误差，既可以在以坐标为测量原理所构成的专用齿形误差测量仪上进行，也可以在坐标测量机或测量显微镜上测量。.标准轨迹法将被测齿形与仪器复现的理论渐开线轨迹进行比较从而求出齿形误差的方法称为齿形误差的标准轨迹测量法。由于电子和计算机技术的发展，出现了用电子和机械共同组成的系统来复线理论渐开线轨迹，这种系统可以进行数控，也可以由计算机进行数控，称这种方法为电子展成法。电子展成法正在发展中。.标准曲线法这种方法是使被测齿形与标准渐开线齿形曲线直接进行比较，从而测出齿形误差，标准渐开线齿形曲线应具有定的准确度。这种方法可用于车间条件下的生产测量，也可用于高准确度的实验室测量。本文采用标准轨迹法进行齿形与齿向的测量。齿形测量范围的确定.确定起测圆的方法.按与配对齿轮对啮合的工作确定当被测齿轮配对齿轮相啮合时，被测齿轮的实际部分是齿顶圆与工作圆之间的段渐开线齿形。所谓工作圆是指通过相啮合的齿轮的齿顶圆与啮合线的交点。,其半径为的圆如图.,的计算如下其中.式中,端面和法向变位系数法向齿顶高降低系数,高度变位时,角度变位时。.式中端面齿顶高将位系数端面中心距变动系数按与标准齿条的工作圆确定由于在测量单位个齿轮时，常常不知与其啮合的齿轮的参数，为使测量的齿形工作部分稍大于齿形有效部分，可以按照被测齿轮与标准齿条啮合时的有效工作部分来计算其工作圆。此时工作圆是指通过齿条的齿顶线与啮合线的交点,其半径为的圆，如图.所示。的计算如下.按进入圆确定为了简化计算，可以按进入圆来确定起测点。进入圆是指其半径与分度圆半径相差的圆如图.所示.由下式计算当齿数少时按基圆确定当齿数时当时，。因为只在基圆外才有渐开线，当齿数少时，应该以基圆作为起测圆。以上三种计算结果相比较当起测圆按进入圆计算时,齿形上被测范围为最大,这将对切齿条件要求严格.如果测量高精度齿轮时,应当选来确定起测圆,以免对加工条件要求过严.对非特殊要求的齿轮可按确定起测圆起测和终测展开角和展开长度的计算由于齿形测量是按照展成角度或展开长度进行的，实际的测量范围是以展成角或展成长度来表示的。如图.所示起测点所对应的展开角与展开长度称为起测展开角与起测展开长度.终测点所对应的为终测展开角,终测展开长度.与根据起测圆半径