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基于齿轮测量中心的凸轮轴测量方法及其实现技术

作　者: 官发霖
导　师: 郭晓东
学　校: 重庆工学院
专　业: 车辆工程
关键词: 凸轮轴 齿轮测量中心 凸轮廓线测量 NURBS拟合
分类号: TG86
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


凸轮轴是发动机五大核心部件之一,它的功能是按一定运动规律控制气门组定时开闭,以保证发动机正确的配气相位,使新鲜混合气及时进入气缸,燃烧后的废气及时排出气缸,凸轮轴的结构设计与加工质量,直接影响发动机的性能。传统的光学机械量仪以及人工数据处理的方法不能满足高精度、高效率地检测凸轮轴,无法科学处理、评定它的各项误差,及时快速地反馈凸轮轴的质量信息。随着汽车工业的高速发展和制造技术的不断提高,对凸轮轴精度的检测也必须相应地配套高效率的凸轮综合自动测量仪,并配以快速的数据处理及打印输出功能。鉴于齿轮测量中心具有通用性测量的结构特点,并且众多企业拥有了齿轮测量中心,只要在齿轮测量中心上配备相应的凸轮轴测量软件,就可以扩大齿轮测量中心的应用范围实现资源的充分利用。因此,开展基于齿轮测量中心的凸轮轴测量方法及其实现技术的研究有着重要意义。本文研究了基于齿轮测量中心的凸轮轴检测方法,并在此基础上开发出了一套基于齿轮测量中心的凸轮轴检测及数据处理的软件系统。软件应用当前广泛流行的C++语言在Windows环境下开发完成,软件包含主控模块、参数化建模模块、测量控制模块、数据分析处理模块及测量结果显示等模块。开发所得的软件系统具有易维护,易升级的优点。该软件能根据输入的凸轮轴参数实现凸轮轴的参数化数学建模,得到检测的几何信息并实现凸轮轴的自动测量,还可以通过对测量结果分析得出评价并显示升程误差、速度及加速度曲线。通过对凸轮轴进行检测实验并与同类检测设备进行的对比分析,证明了本文所研发的凸轮轴测量方法的准确性,以及软件的可靠性、可行性。在3906型齿轮测量中心上,利用本文所研究的凸轮轴测量软件系统,可以很好地完成凸轮轴的自动测量。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 课题的目的和意义  9-12
    1.1.1 传统的凸轮轴测量技术  9-10
    1.1.2 国内外凸轮轴检测的技术现状  10-12
    1.1.3 基于齿轮测量中心的凸轮轴检测的意义  12
  1.2 论文主要研究内容  12-15
第二章 凸轮轴数学模型  15-31
  2.1 引言  15
  2.2 凸轮轴检测项目  15-17
  2.3 凸轮轴检测的参数化建模  17-27
    2.3.1 NURBS 造型技术  18-21
    2.3.2 凸轮轮廓曲线的构造及误差分析  21-24
    2.3.3 测头的运动控制策略  24-27
  2.4 凸轮轴误差评定  27-29
    2.4.1 凸轮轴尺寸公差等级  27
    2.4.2 凸轮轮廓曲线误差评定  27-29
  2.5 小结  29-31
第三章 基于齿轮测量中心的凸轮测量方法研究  31-45
  3.1 引言  31
  3.2 测量设备的测量原理  31-33
    3.2.1 工作原理  31-32
    3.2.2 结构及特点  32-33
  3.3 测头结构及补偿方法  33-35
    3.3.1 测头结构  33-34
    3.3.2 测头补偿方法  34-35
  3.4 零位校正原理  35-38
    3.4.1 标准球的设计安装  35-36
    3.4.2 零位校正原理  36-37
    3.4.3 标准球中心坐标的确定  37-38
  3.5 检测基准的确定  38-42
    3.5.1 被测工件的定位  38-39
    3.5.2 检测基准确定的基本方法  39-41
    3.5.3 基于齿轮测量中心的检测基准的确定  41-42
  3.6 凸轮轴测量方法  42-43
  3.7 小结  43-45
第四章 软件开发  45-61
  4.1 软件系统结构  45
  4.2 程序设计流程  45-47
  4.3 齿轮测量中心硬件接口库  47-48
  4.4 主控模块和理论计算模块  48
  4.5 测量控制模块  48-58
    4.5.1 零位校正的程序实现  48-52
    4.5.2 键槽测量的程序实现  52-53
    4.5.3 桃尖检测的程序实现  53-54
    4.5.4 轴颈检测的程序实现  54
    4.5.5 凸轮廓线检测的程序实现  54-58
  4.6 其他软件模块  58
  4.7 软件系统主界面  58-59
  4.8 小结  59-61
第五章 实验研究与结果分析  61-73
  5.1 实验用齿轮测量中心参数  61
  5.2 凸轮轴检测  61-68
  5.3 误差分析  68-69
    5.3.1 系统误差分析  68
    5.3.2 测量误差分析  68-69
  5.4 检测结果对比分析  69-70
  5.5 凸轮轴测量中应注意的问题  70-71
  5.6 小结  71-73
第六章 结论与展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
附录 A 凸轮轴参数表及设计图  77-78
附录 B 测试凸轮轴测头半径为 3MM 的升程表  78-81
附录 C 试验凸轮轴轮廓曲线拟合计算的位移及旋转角  81-83
附录 D 试验凸轮轴测量值及误差值  83-85
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  85

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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
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