旁置式齿轮测量机姿态调整与校准技术

作     者：方靖 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李少康

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：旁置式齿轮测量机 姿态调整 柔性铰链 PSD 无线传输 

摘      要：齿轮传动作为一种基本的机械传动形式之一,在机械行业起着重要作用,尤其近年来大型齿轮的应用和发展对大齿轮性能和精度提出更高要求,因此大型齿轮测量研究更为必要。本文就旁置式齿轮测量机在机测量过程中姿态调整问题进行了深入的分析研究,提出了一种旁置式齿轮测量机姿态调整方法,通过测量机姿态调整装置和位姿检测系统设计,搭建了一套旁置式齿轮测量机姿态调整系统,并通过实验进行了验证分析。主要研究内容如下:1)机械调整机构。通过对桥式柔性铰链调整原理分析,确定了角度调整区间、压缩比和调整分辨率;并对铰链调整过程中危险截面应力进行分析,得到铰链调整机构的力学影响因素,其中包括割圆半径、最小切割厚度;通过理论分析最终确定铰链调整机构设计参数,采用ANSYS有限元仿真方法对铰链调整机构进行了验证,满足00μm调整区间内精密调整,调整分辨率为0.2.35μm,可实现测量机姿态精密微调。2)测量机位姿检测系统。通过激光扫描法生成调整参考平面,结合PSD传感器设计了一套激光位姿检测系统;通过PSD姿态检测获取测量坐标系和齿轮回转平面的姿态偏差量;基于STM32控制器与2.4G无线芯片设计了一套PSD数据采集无线传输系统,实现姿态偏差量的采集和无线传输,可将姿态偏差值发送给上位机姿态调整系统。3)上位机姿态调整系统程序。基于VC++6.0设计了一套上位机姿态调整应用程序,实现上下位机间数据传输、PSD数据的采集、显示和存储等功能;通过对设定位置姿态偏差量进行检测,从而获取姿态偏差量进行姿态调整解算,求得测量机支撑位置的姿态调整量;最后结合机械微调装置实现测量机姿态精密调整。4)根据测量机姿态调整原理,搭建姿态调整实验平台,对姿态调整系统进行验证分析;进行数据采集稳定性实验,验证了数据采集传输的稳定性;PSD线性拟合实验,对PSD测量区间进行分段拟合,提高了PSD测量精度;最后通过姿态调整实验对姿态调整系统可行性进行了验证。综上,本文通过柔性铰链姿态调整装置和PSD位姿检测系统设计,搭建了一套旁置式齿轮测量机姿态调整系统。根据PSD数据采集无线传输和上位机姿态调整解算得出支撑位置姿态调整量,结合机械调整实现测量机姿态精密调整。