测控技术及仪器专业 专业综合课程设计
3.4 齿面误差传递机构原理与设计 ............................................................................... 28
3.4.1总体说明 ......................................................................................................... 28 3.4.2 测头与测杆的设计 ........................................................................................ 28 3.4.3杠杆的设计 ..................................................................................................... 30 3.4.4限位机构的固定 ............................................................................................. 30 3.4.5驱动丝杆设计要求 ......................................................................................... 30 3.4.6 滑动螺旋副的设计 ........................................................................................ 31 3.5定位机构的设计 ........................................................................................................ 31
3.5.1定位球定导轨的设计 ..................................................................................... 32 3.5.2 定位球动导轨的设计 .................................................................................... 32 3.5.3 定位臂的设计与安装 .................................................................................... 32 3.5.3片簧设计 ......................................................................................................... 33 3.5.4十字片簧的设计 ............................................................................................. 33 3.5.5柱销机构说明 ................................................................................................. 33 3.6仪器调平机构设计 .................................................................................................... 33 3.7系统支撑件设计 ........................................................................................................ 34
3.7.1箱体设计 ......................................................................................................... 34 3.7.2箱体结构参数的选择 ..................................................................................... 34
4.光电子系统 ........................................................................................................................... 35
4.1光电系统设计任务与要求 ........................................................................................ 35 4.2光电系统方案的拟定 ................................................................................................ 35
4.2.1光电系统的原理与组成 ................................................................................. 35 4.2.2光电系统的设计准则与性能 ......................................................................... 36 4.3齿形误差获取传感器的信号处理子系统设计 ........................................................ 36
4.3.1电感传感器的选择 ......................................................................................... 36 4.3.2电感传感器信号处理 ..................................................................................... 36 4.3.3电感传感器A/D转换电路 ............................................................................ 36 4.4直线导轨运动位移传感器的信号处理子系统设计 ................................................ 37
4.4.1光栅位移传感器的选择 ................................................................................. 37 4.4.2 HCTL2020的工作过程 ................................................................................. 37 4.5电机驱动子系统设计 ................................................................................................ 37
4.5.1控制提供的信号 ............................................................................................. 37 4.5.2步进电机控制与驱动电路 ............................................................................. 38 4.5.3步进电机的选择 ............................................................................................. 38 4.6计算机接口子系统设计 ............................................................................................ 39
4.6.1组成部分 ......................................................................................................... 39 4.6.2 PCI总线的组成 .............................................................................................. 39 4.6.3 CH365 ............................................................................................................. 39 4.6.4总线驱动 ......................................................................................................... 40 4.6.5译码设计 ......................................................................................................... 40 4.6.6总线整体设计 ................................................................................................. 40 3.6.7 电路原理图、PCB制版图、接线图 ........................................................... 40
5.软件系统设计 ....................................................................................................................... 41
5.1软件系统设计任务与要求 ........................................................................................ 41 5.2软件系统方案的拟定 ................................................................................................ 41
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5.2.1初始化参数的读入 ......................................................................................... 43 5.2.2定位球直径的计算 ......................................................................................... 43 5.2.3测量范围与次数的计算 ................................................................................. 44 5.2.4计算理论渐开线各采样点的X、Y坐标 ..................................................... 45 5.2.5模拟齿形数据生成 ......................................................................................... 45 5.2.6确定定位球球心位置、计算测量头坐标 ..................................................... 46 5.2.7齿形误差的计算 ............................................................................................. 48 5.2.8系统硬件接口 ................................................................................................. 48 5.2.9齿形误差信息采集 ......................................................................................... 50 5.2.10步进电机控制 ............................................................................................... 52 5.3 系统部件设计 ........................................................................................................... 52
5.3.1系统输入程序界面 ......................................................................................... 53 5.3.2数据处理部分程序 ......................................................................................... 54 5.3.3数据输出及图形显示部分 ............................................................................. 54
6.精度分析 ............................................................................................................................... 59
6.1机械部分精度分配 .................................................................................................... 59
6.1.1分配的误差 ..................................................................................................... 59 6.1.2定位误差 ......................................................................................................... 59 6.1.3数据采集机构的误差 ..................................................................................... 60 6.1.4导轨直线运动误差 ......................................................................................... 60 6.1.5 Y方向综合误差 ............................................................................................ 61 6.1.6 综合误差 ........................................................................................................ 61 6.2光电部分精度分析 .................................................................................................... 61
6.2.1分配的误差 ..................................................................................................... 61 6.2.2电感传感器的误差 ......................................................................................... 61 6.2.3光栅传感器的误差 ......................................................................................... 61 6.2.4步进电机的误差 ............................................................................................. 62 6.3软件部分精度分析 .................................................................................................... 62
6.3.1分配的误差 ..................................................................................................... 62 6.3.2数据处理误差 ................................................................................................. 62 6.3.3迭代误差 ......................................................................................................... 62
7.心得体会 ............................................................................................................................... 63 8.参考文献 ............................................................................................................................... 65 9.附录 ....................................................................................................................................... 67
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1.专业综合课设计任务书
设计题目：Large-scale gears’ involute profile error measuring machine with a straight line basis(大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪)
设计要求：
1. 设计大型齿轮渐开线齿形误差在位测量仪器，结构简单，重量轻，体积小，测
量链短； 2. 被测齿轮参数：模数mn＞8，齿数Z≥90，精度4级及其以下； 3. 实现误差数据的自动采集、处理、存储、显示、打印输出。
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