【正文】 ........................................................................ 118 硬件接口程序設(shè)計(jì) ............................................................................... 118 I/O 接口程序 ............................................................................. 120 齒形誤差信號(hào)讀入 ................................................................... 120 軟件的模擬圖形及其他功能 ............................................................... 121 人機(jī)界面 ................................................................................... 121 輸入齒輪參數(shù)的對(duì)話框 ............................................................ 122 系統(tǒng)數(shù)據(jù)生成對(duì)話框 ............................................................... 123 計(jì)算顯示標(biāo)準(zhǔn)齒輪漸開(kāi)線的對(duì)話框 ........................................ 123 測(cè)量 結(jié)果顯示對(duì)話框 ................................................................ 124 軟件說(shuō)明對(duì)話框 ........................................................................ 124 7 精度分析 ........................................................................................................... 125 機(jī)械部分誤差 ......................................................................................... 125 定位誤差 ...................................................................................... 125 誤差傳遞機(jī)構(gòu)部分誤差 .............................................................. 125 Y 導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)誤差 .................................................................. 126 絲桿螺母結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 誤差 .......................................................... 127 差動(dòng)電感傳感器的測(cè)量誤差 ...................................................... 127 光柵位移傳感器的測(cè)量誤差 ...................................................... 127 機(jī)械部分裝配誤差： .................................................................. 127 機(jī)械系統(tǒng)誤差合成： .................................................................. 127 光電系統(tǒng)部分 ......................................................................................... 128 分配的誤差 .................................................................................. 128 傳感器存在的誤差 ...................................................................... 128 放大電路 ...................................................................................... 128 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .............................................................................. 129 采用正負(fù)計(jì)數(shù) .............................................................................. 129 軟件子系統(tǒng)精度分析 .......................................................................... 129 2020 級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè) 專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì) VII 數(shù)據(jù)處理誤差 ........................................................................... 129 迭代誤差 ................................................................................... 130 數(shù)據(jù)精度誤差 ........................................................................... 130 8 附錄 ................................................................................................................... 131 部分接口程序源代碼 .......................................................................... 131 軟件系統(tǒng)程序代碼 ........................................................................... 135 主程序代碼（ ） ........................................................ 135 數(shù)據(jù)初始化程序代碼（ ） .............. 141 數(shù)據(jù)生成主要代碼（ ） ................................ 148 結(jié)果顯示屬性欄（ ） .................................. 153 結(jié)果繪圖顯示（ ） ........................................... 160 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（ ） ................................................. 167 9 參考文獻(xiàn) .................................................................................................. 169 專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) VIII 1 專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目： Largescale gears’ involute profile error measuring machine with a straight line basis(大型齒輪漸開(kāi)線齒行誤差在位測(cè)量?jī)x ) 設(shè)計(jì)要求： ① 設(shè)計(jì)大型齒輪漸開(kāi)線齒行誤差在位測(cè)量?jī)x器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，測(cè)量鏈短； ② 被測(cè)齒輪參數(shù)：模數(shù) nm ＞ 8,齒數(shù) Z≥90，精度 4 級(jí)及其以下； ③ 實(shí)現(xiàn)誤差數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、打印輸出專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)檢測(cè)參數(shù)； ④ 齒形誤差。 總體設(shè)計(jì)要考慮的主要問(wèn)題： ⑴ 設(shè)計(jì)任務(wù)分析與創(chuàng)新點(diǎn)的構(gòu)思 ⑵ 測(cè)控儀器若干設(shè)計(jì)原則 的考慮 ⑶ 測(cè)控儀器若干設(shè)計(jì)原理的討論 ⑷ 測(cè)控儀器工作原理的選擇和系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑸ 測(cè)控儀器系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)的確定 ⑹ 測(cè)控儀器造型設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)分析與創(chuàng)新點(diǎn)構(gòu)思 為了設(shè)計(jì)好儀器，首先必須對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)有詳細(xì)的了解和分析。本次設(shè)計(jì)任務(wù)的被測(cè)對(duì)象是大齒輪，它具有尺寸大、重量大的特點(diǎn)，尤其是加工工藝的特殊性，其精度主要靠加工工藝來(lái)保證，因此要設(shè)計(jì)一種能在車(chē)間中使用的大齒輪在位檢測(cè)儀器是迫切需要的。 ⑵ 儀器類(lèi)型 根據(jù)測(cè)量任務(wù)的不同，可以有比較法測(cè)量 的儀器和絕對(duì)法測(cè)量的儀器兩大類(lèi)。例如，在光柵式齒輪單面嚙合檢查儀和絲桿動(dòng)態(tài)檢查儀等儀器中，它們的頂尖都做成死頂尖，其目的是為了克服活頂尖引起的軸向跳動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。創(chuàng)新是指對(duì)原設(shè)計(jì)的繼承和發(fā)展。 極坐標(biāo)法的漸開(kāi)線齒形測(cè)量?jī)x，其工作臺(tái)在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，測(cè)頭按漸開(kāi)線極坐標(biāo)方程 ()rr?? 沿徑向移動(dòng)，同時(shí)測(cè)量實(shí)際齒形偏差。當(dāng)測(cè)量頭A 沿 Y 軸方向做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在 X 軸方向的變化量可以由測(cè)微傳感器反映出來(lái)。 為了研究方便，建立三個(gè)坐標(biāo)系： ? ?1 1 1 1 1,O x y z?? ：其原點(diǎn) 1O 為被測(cè)齒輪的軸心，其 1y 軸為 1O 點(diǎn)的漸開(kāi)線發(fā)生點(diǎn)的連線； ? ?2 2 2 2 2,O x y z?? ：其原點(diǎn) 2O 為齒廓上的某點(diǎn)（暫定為分度圓上的點(diǎn)），其 2y軸為在該點(diǎn)處齒廓的切線； ? ?,O x y z?? ：其原點(diǎn) O 為通過(guò)測(cè)量頭球心 A（ A 點(diǎn)位于 2x 軸上）同 2y 軸平行的直線與被測(cè)齒中線的交點(diǎn)，顯然 y 軸平行于 2y 軸，三坐標(biāo)系的建立如圖 所示。則 39。 1 c o s ( )btbt t tRd RZZO C O O O CZ Z ZNcAOZ????? ? ?? ? ????? ? ? ? ?? ? ? （式 ） 根據(jù)圖 知 cos( )2tOCOEZ??? ? （式 ） 將公式（式 ）代入（式 ）可得 2020 級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè) 專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì) 12 11 s e c ( ) c s c ( ) s in ( ) c o t( ) c o s ( ) 39。該測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、結(jié)果分析及打印輸出。在定位時(shí)首先調(diào)整 A 的位置，并鎖緊后，定位球 B 會(huì)自動(dòng)伸入另一個(gè)齒槽中，完成定位功能。 在 Y 方向上，主要通過(guò)光電子系統(tǒng)對(duì)光柵位移傳感器的條紋計(jì)數(shù)來(lái)控制 Y 方向上恒定的位移，從而實(shí)現(xiàn)等距離的數(shù)據(jù)采集。 測(cè)控系統(tǒng)硬件電路原理如圖 所示。軟件系統(tǒng)主模塊框圖如圖 所示。經(jīng)過(guò)放大、電平平移、限幅、 A/D 轉(zhuǎn)換后通過(guò) PCI 接口送入計(jì)算機(jī)處理。采用密珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，其運(yùn)動(dòng)靈敏度較高，并具有較高的導(dǎo)向精度。 2 位移的測(cè)量（ X 和 Y 方向） X 方向即齒形誤差信號(hào)由測(cè)量頭測(cè)量，經(jīng)杠桿機(jī)構(gòu)將齒形誤差信號(hào)放大，由電感傳感器進(jìn)行測(cè)量。其功能由機(jī)械子系統(tǒng)、電氣子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)三個(gè)部分實(shí)現(xiàn)。 39。 在 2y 軸方向上向上平移 L ， 根據(jù)圖 可得 2 tan( )btO N R ?? （式 ） 1 tan( )btT N R ???? （式 ） 根據(jù)齒輪的一些方程式得 2tSm?? （式 ） 12R mZ? （式 ） 由公式（ ）、（ ）、（ ）和（ ）得 2Z??? （式 ） 1tan( )tATL ??? ? （式 ） 可得到 2020 級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)