学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CNC齿轮测量中心几何误差补偿技术的研究

作 者: 刘宏旭
导 师: 范晋伟
学 校: 北京工业大学
专 业: 机械制造及自动化
关键词: 齿轮测量中心 多体系统 测头球半径偏置 误差补偿
分类号: TG86
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 429次
引 用: 3次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


本文是以如何提高大型数控齿轮测量中心测量精度为目的而展开研究的。在国内外现有研究成果的基础上,针对该领域中存在的问题,以多体系统运动学理论为基础,针对大型齿轮测量中心在几何运动误差分析、误差建模、齿轮误差测量方法、测头球半径偏置处理和软件误差补偿技术等几个方面开展研究工作,并通过一系列的计算机仿真对本文理论方法进行了验证。(1)本文首先以多体系统运动学为基本理论基础,根据实际多体系统的运动情况,在多体系统内引入运动参考坐标系以及相应的误差矩阵和误差变换矩阵,建立了多体系统几何误差描述方法,并以该描述方法为基础,在有误差条件下,推导出多体系统的位置方程、姿态方程、位移方程、定位误差方程、位移误差方程的一般表达式,为其后展开的数控齿轮测量中心几何运动误差建模工作奠定了理论基础。(2)数控齿轮测量中心的几何运动误差建模是数控齿轮测量中心运动设计、精度分析和误差补偿的关键环节之一,本文将多体系统运动误差分析方法系统地应用于数控齿轮测量中心的运动误差的分析与研究中去,以3920型齿轮测量中心为例,对它的几何结构进行了描述,详细分析了它的27项几何误差参数产生原因,建立了数控齿轮测量中心运动模型,并推导出它的精密测量方程式和理想测量方程式。(3)齿轮测量中心的测头球半径偏置处理,是各种接触式测量中心的一项关键技术,对于齿轮测量中心这种专用机床还没有现成的方法可以直接使用。本文针对参数已知的齿轮,提出了测头球半径偏置处理方法并推导出相应的偏置方程式;对于参数未知齿轮,提出了通过微小平面法和曲面拟合法来计算齿面测量点的法矢量,从而对它进行测头球半径偏置处理的方法。(4)根据数控齿轮测量中心的结构和特点(测点效率高,测量点数据采集量大,测量过程灵活,有一定的数据处理能力),提出了使用齿轮测量中心测量齿轮各项误差的方法,为齿轮测量仿真及测量结果的比较分析提供了相应的算法。(5)在理想和实际条件下,数控齿轮测量中心测头球心坐标值、三个坐标轴光栅与工作转台圆光栅的示值及齿轮齿面测量点坐标值之间的映射关系,是齿轮测量中心软件误差补偿的关键。本文根据齿轮精密测量公式与测头球半径偏置公

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 课题的提出和意义  10-12
  1.2 国内外研究现状与分析  12-18
    1.2.1 CNC 齿轮测量中心的几何运动误差检测技术  12-17
      1.2.1.1 单项误差直接测量法  12-14
      1.2.1.2 综合误差测量参数辨识法  14-17
    1.2.2 CNC 齿轮测量中心的误差补偿技术  17-18
  1.3 主要研究内容  18-20
第2章 多体理论误差分析方法  20-30
  2.1 多体系统的基本描述方法  20-26
    2.1.1 多体系统拓扑结构及其低序体阵列的描述  20-21
    2.1.2 多体系统中典型体的几何描述  21-22
    2.1.3 理想情况下多体系统中的位置表达  22-23
    2.1.4 实际情况下多体系统的位置表达  23-26
  2.2 应用Denavit-Hartenberg 齐次变换矩阵描述多体系统  26-29
    2.2.1 典型体上给定点和矢量的齐次坐标表达  26
    2.2.2 理想情况下相邻体间变换矩阵  26-27
    2.2.3 典型体上给定点的位置表达  27-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章 CNC 齿轮测量中心误差建模  30-40
  3.1 3920 型齿轮测量中心几何结构描述  30-31
  3.2 3920 型齿轮测量中心的几何误差源与几何误差描述  31-32
  3.3 3920 型齿轮测量中心的拓扑结构分析  32-34
  3.4 建立3920 型齿轮测量中心几何运动误差数学模型  34-39
  3.5 本章小节  39-40
第4章 齿轮测量中心测头球半径偏置与齿轮误差测量方法分析  40-54
  4.1 齿轮测量中心的测头球半径偏置  40-44
    4.1.1 参数已知齿轮的测头球半径偏置处理  41-42
    4.1.2 参数未知齿轮的测头球半径偏置处理  42-44
  4.2 齿轮测量中心对圆柱齿轮各项误差的测量和计算方法  44-52
    4.2.1 圆柱齿轮齿形误差的测量计算方法  44-46
    4.2.2 圆柱齿轮齿向误差的测量计算方法  46-48
      4.2.2.1 直齿圆柱齿轮齿向误差的测量计算方法  47
      4.2.2.2 斜齿圆柱齿轮齿向误差的测量计算方法  47-48
    4.2.3 圆柱齿轮齿距累积误差与齿厚误差的测量计算方法  48-52
      4.2.3.1 圆柱齿轮齿距偏差和齿距累积误差的测量计算方法  48-51
      4.2.3.2 圆柱齿轮齿厚误差的测量计算方法  51-52
  4.3 本章小节  52-54
第5章 基于MATLAB 语言的软件误差补偿计算方法与仿真试验分析  54-71
  5.1 齿轮测量中心测头球心坐标值、坐标轴长光栅与转台圆光栅示值及齿轮齿面测量点坐标值之间的映射关系  55-58
    5.1.1 理想条件下,测头球心坐标值、坐标轴光栅与转台圆光栅示值及齿轮齿面测量点坐标值之间的映射关系  56-58
    5.1.2 实际条件下,坐标轴光栅和转台圆光栅示值与齿轮齿面测量点坐标值之间的映射关系  58
  5.2 基于MATLAB 语言的齿轮测量中心测量齿轮过程仿真试验  58-69
    5.2.1 MATLAB 语言简介  59-60
    5.2.2 齿轮测量过程的仿真原理  60-61
    5.2.3 齿轮测量过程的仿真过程和结果分析  61-69
      5.2.3.1 渐开线直齿圆柱齿轮的测量仿真  61-66
      5.2.3.2 渐开线斜齿圆柱齿轮的测量仿真  66-69
  5.3 本章小节  69-71
结论  71-74
参考文献  74-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78

相似论文

  1. 基于虚拟样机技术的轿车平顺性分析与改进,U461.4
  2. 惯性导航系统姿态信息校正设计,TN966
  3. 大变形柔性多体系统建模理论与实验研究,TB122
  4. 基于磁阻传感器的弹体姿态测量技术研究,TJ760
  5. 新型透射光栅谱仪支撑调节机构总体方案研究,TH744.1
  6. 基于多体系统动力学的2K-V型摆线针轮减速器动态传动精度仿真分析,TH132.46
  7. 弹塑性多体系统的动力学研究,O344.3
  8. 机器人柔性坐标测量系统校准技术的研究,TP242
  9. 并联机器人位姿误差分析与补偿方法研究,TP242
  10. 多频相移结构光三维型面测量技术研究及应用,TP391.41
  11. 光电编码器细分误差分析及补偿研究,TN762
  12. 齿轮测量中心测量与控制软件的开发,TG86
  13. 基于位置补偿的直接驱动X-Y平台交叉耦合控制,TG659
  14. 极坐标法测量渐开线齿轮的研究,TG86
  15. 一种专用数控机床的可视化建模与仿真,TG659
  16. 内燃机配气机构多体系统动力学研究,TK403
  17. 反弧门钢止水密封面同步仿形修复技术研究,TV663
  18. 基于多体动力学的汽车平顺性模型的建立与分析,U461.4
  19. 三坐标测量机误差分析,TH721
  20. 三坐标测量机误差分析及效率的提高,TH721
  21. 基于支持向量机的广义预测控制算法研究,TP13

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 公差与技术测量及机械量仪 > 齿轮测量及其量仪
© 2012 www.xueweilunwen.com