小模数蜗杆副综合误差测量仪的测控系统设计

摘要

蜗杆副传动具有结构紧凑、传动比大、传动平稳、噪声小、具有自锁性等特点，广泛应用于机械传动领域。机械传动的平稳性主要由传动部件的质量决定，在蜗杆副传动链中，蜗杆副的质量直接决定整个传动的质量，现有检测手段主要通过单项误差来分别评价蜗轮蜗杆质量，这种方式的检测状态与蜗杆副实际使用状态不一样，综合误差可以更真实的反映蜗杆副啮合质量。但国内尚无小模数蜗杆副综合误差检查仪，企业迫切需要对蜗杆副进行高效、高精度的检测。
　　 本文为解决企业实际需求，主要设计检测难度大、应用领域广的小模数蜗杆副综合误差测量仪的测控系统。
　　 仪器根据齿轮单面啮合测量原理，设计可实现手动和自动控制相结合的控制电路，编制测量软件测量蜗杆副切向综合总偏差、一齿切向综合偏差、齿距偏差、单个齿距偏差、侧隙偏差，本测量软件还可实现齿形边缘自动提取、毛刺手动剔除及自动剔除，工件参数数据库管理（用户分为管理员与操作员两级用户），FFT处理实现测量信号特征分析、编制SPC分析功能对测量结果数据库管理。
　　 本文完善了仪器垂直轴系的设计，完成了仪器的测控硬件及测控软件设计，通过实验验证，仪器工作稳定，各项功能正常，测量结果重复性好.该仪器可满足四级精度的蜗杆副测量。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 蜗轮蜗杆测量技术的发展

1.3 蜗杆副综合误差测量原理

1.3.1 误差项目定义

1.3.2 切向综合误差曲线提取原理

1.3.3 光栅脉冲的计数法

1.3.4 光栅信号采集

1.3.5 本课题光栅信号采样原理

1.4 课题研究基础

1.5 课题任务

1.6 本章总结

第2章 仪器总体设计与改进

2.1 设计要求

2.2 技术指标

2.3 工作原理

2.4 系统组成

2.5 机械结构改进与完善

2.6 本章小结

第3章 仪器测控硬件设计

3.1 光栅系统选型

3.2 控制电路设计

3.2.1 电机选型及计算

3.2.2 电机驱动器选择

3.2.3 控制电路设计

3.3 控制面板设计

3.4 电箱设计

3.5 本章小结

第4章 测量仪测控软件的设计

4.1 开发平台介绍

4.2 软件设计总体方案

4.2.1 软件功能需求

4.2.2 软件总体架构

4.2.3 软件主测量流程

4.3 产品参数与结果数据库管理

4.4 测量模块

4.4.1 定点采样及动态算法

4.4.2 数据滤波算法

4.4.3 滤波曲线截取与齿形边缘提取算法

4.4.4 切向综合总偏差提取算法

4.4.5 一齿切向综合总偏差提取算法

4.4.6 齿距累积总偏差提取算法

4.4.7 单齿齿距偏差提取算法

4.4.8 侧隙偏差提取算法

4.4.9 毛刺剔除算法

4.5 SPC统计分析模块

4.5.1 SPC概念

4.5.2 SPC技术原理

4.5.3 SPC管制图

4.5.4 实施SPC的两个阶段

4.6 特征分析模块

4.7 用户管理

4.8 本章小结

第5章 实验与分析

5.1 仪器精度检验

5.2 功能实验

5.2.1 定点采样

5.2.2 动态采样

5.2.3 滤波效果及齿形边缘提取

5.2.4 毛刺剔除

5.2.5 打印报表

5.3 数据分析

5.4 总结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢