基于逆向工程技术的零件磨损检测与分析

摘要

磨损是造成机械零件失效的主要原因之一，磨损问题越来越受到人们的重视。 测量磨损量是分析零件磨损失效的手段之一，由于传统的磨损量测量和评定方法存在一定的局限性，不能直观地测量和表征复杂型面的磨损量。基于逆向工程的方法克服了这种缺点，但仍存在一定的局限性，即受磨损量的限制。 本文将通过典型机械零件的试验研究，利用逆向工程方法重构磨损零件的表面形貌，并与原始设计的CAD模型进行三维比较，获得零件磨损量。分析整个逆向过程中的误差，得出逆向工程方法表征磨损量的优点与局限性。 本文的主要研究成果包括：(1)分析传统的零件磨损的测量与评定方法的不足之处，分析几种典型零件的磨损特点及其极限磨损量。(2)在全面分析和总结逆向工程技术中数字化、点云多视对齐等关键技术的基础上，得出了针对不同的测量方法，采用不同的测量路径规划以及点云多视对齐的方法；(3)根据逆向过程中的误差来源，分析影响误差的因素，对误差进行量化分析；(4)针对具体的磨损齿轮，对磨损零件重构误差进行了研究，分析了误差对磨损量可视化的影响，从而得出应用逆向工程方法表征磨损量的局限性。(5)应用Archard磨损模型预测齿轮轮齿磨损的动态演变。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1课题研究的背景

1.1.2课题研究的意义

1.1.3课题来源

1.2课题研究的主要内容

1.3课题研究的技术路线

1.4相关技术研究现状

1.4.1逆向工程研究现状

1.4.2逆向工程应用现状

1.4.3逆向工程系统软件

1.4.4实验的软件平台

1.5本文的章节安排

本章小结

第2章 磨损的测量与分析

2.1磨损基础及相关理论

2.2典型磨损零件的磨损特点

2.2.1齿轮的磨损

2.2.2凸轮的磨损

2.2.3滚动轴承的磨损

2.3传统磨损量的测量方法

2.4传统的磨损量的评定方法

2.5零件磨损的规律

2.6磨损的数值仿真技术

本章小结

第3章逆向工程的关键技术的研究

3.1逆向工程概述

3.1.1逆向工程的定义

3.1.2逆向工程的流程

3.1.3逆向工程的应用领域

3.2逆向工程的关键技术

3.2.1数据获取技术

3.2.2数据预处理技术

3.2.3曲面重构技术

3.3数字化测量方法

3.3.1接触式测量方法

3.3.2非接触式测量方法

3.4测量路径规划

3.4.1接触式测量路径规划

3.4.2测量路径规划的规则

3.4.3激光扫描的测量路径规划

3.5点云多视对齐

3.5.1点云多视对齐的分类

3.5.2对齐的方法

本章小结

第4章 逆向过程中的误差分析

4.1影响误差的因素

4.2数据测量的误差分析

4.1.1接触式测量误差的影响因素

4.1.2非接触式测量误差的影响因素

4.3模型重构的误差分析

4.3.1模型重构的分类

4.3.2模型重构的质量评价

4.3.3误差量化指标

4.4控制误差提高精度的策略

本章小结

第5章 磨损零件的检测与分析

5.1测量设备简介

5.2磨损零件的数字化

5.3齿轮实例

5.3.1有磨损前的CAD模型

5.3.2无磨损前的CAD模型

5.4误差分析

本章小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果