采样策略对渐开线齿廓测量不确定度的影响

摘要

CNC齿轮测量中心的测量精度受诸多因素影响。为了研究采样策略对渐开线齿廓测量不确定度的影响，建立了直角坐标测量法的数学模型。基于CNC齿轮测量中心，运用展成法、斜向展成法、极坐标法和直角坐标法对渐开线齿轮进行测量，定性定量地分析误差敏感项目对渐开线齿廓测量不确定度的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴根据对已有的直角坐标测量法的对比分析以及对CNC齿轮测量中心工作原理的研究，建立了基于CNC齿轮测量中心的直角坐标测量法的数学模型。通过运用Visual C++6.0软件，开发出直角坐标法测量软件。⑵通过对展成法、斜向展成法、极坐标法和直角坐标法的测量原理和测量精度进行分析，确定了影响测量精度的误差敏感项目:示值误差、测量运动的几何误差、测量坐标系建立误差、工件安装误差和测球球度误差等。根据四种测量方法的各自特点，定性的分析了各种测量方法的误差敏感项目，建立了测量不确定度的评定模型。⑶在CNC齿轮测量中心上，运用展成法、斜向展成法、极坐标法和直角坐标法对渐开线样板进行测量，通过实验数据确定四种测量方法的实际测量不确定度。同时，根据渐开线样板的参数计算出四种测量方法的理论测量不确定度。结果表明实验数据与理论数据一致，验证了测量不确定度评定模型的正确性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题的来源

1．2 研究背景及意义

1．3 国内外研究现状

1．4 研究主要内容

2 直角坐标法测量模型建立及软件设计

2．1 直角坐标法测量模型建立

2．1．1 展长建模法

2．1．2 角度建模法

2．1．3 直角坐标法测量模型建立

2．2 直角坐标法测量软件设计

2．2．1 测量软件的程序框架

2．2．2 测量软件的主流程图

2．2．3 测量软件的参数界面设计

2．2．4 直角坐标法的软件实现

3 渐开线齿廓测量不确定度的来源分析

3．1 CNC齿轮测量中心结构

3．2 示值误差

3．2．1 直线光栅尺的示值误差

3．2．2 圆光栅的示值误差

3．2．3 测微仪的示值误差

3．3 测量运动的几何误差

3．3．1 阿贝误差

3．3．2 主轴回转误差

3．3．3 垂直度误差

3．4 测量坐标系建立误差

3．5 工件安装误差

3．6 测球球度误差

4 采样策略的测量不确定度评定

4．1 展成法

4．1．1 渐开线齿廓偏差的计算

4．1．2 测量不确定度的评定模型

4．2 斜向展成法

4．2．1 渐开线齿廓偏差的计算

4．2．2 测量不确定度的评定模型

4．3 极坐标法

4．3．1 渐开线齿廓偏差的计算

4．3．2 测量不确定度的评定模型

4．4 直角坐标法

4．4．1 渐开线齿廓偏差的计算

4．4．2 测量不确定度的评定模型

5 实验与分析

5．1 渐开线样板齿廓偏差测量实验

5．1．1 实验仪器

5．1．2 测量步骤

5．2 四种测量方法的实际测量不确定度

5．2．1 采样密度的确定

5．2．2 实际测量不确定度的计算

5．3 四种测量方法的理论测量不确定度

5．3．1 各项误差的确定

5．3．2 理论测量不确定度的计算

5．4 结果分析

6 结论

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

声明

附录