齒輪測量儀畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　齒輪測量儀是對齒輪各項參數(shù)進行測量的儀器。隨著科學技術的發(fā)展，齒輪測量技術發(fā)展的也越來越快?，F(xiàn)代齒輪測量技術正向自動化方向轉(zhuǎn)變。計算機技術與測試儀器技術相結合，出現(xiàn)了一種新的測試儀器—虛擬儀器。虛擬儀器是一種充分利用計算機資源，由用戶設計的具有虛擬操作面板的計算機測試儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術和網(wǎng)絡通信技術相結合，使網(wǎng)絡化虛擬儀器應

2、運而生，集信號采集、傳輸和處理為一體，不受地域、環(huán)境的限制。</p><p>　　本文主要分為三大部分，第一部分介紹了本次設計的目的及意義、該課題國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬儀器的概念、特點、組成并詳細地介紹了 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境；第二部分介紹了齒輪各項測量參數(shù)的基本原理和方法，并在虛擬儀器的基礎上設計出齒輪測量儀；第三部分介紹了齒輪測量儀內(nèi)部的程序及測量結果動態(tài)顯示曲線。</p><p&g

3、t;　　本文所采用的虛擬儀器技術是以透明的方式把計算機的資源和儀器硬件的測控能力結合起來，其產(chǎn)生是計算機輔助測試技術發(fā)展的必然趨勢，近年來國內(nèi)外對虛擬儀器的研究開發(fā)以及虛擬儀器在各行各業(yè)的廣泛應用表明了虛擬儀器的廣闊前景。</p><p>　　本次設計采用的是LabVIEW８．０版本，它以其分布式智能極大的簡化了分布式系統(tǒng)的開發(fā)，從而精簡應用程序并提高系統(tǒng)管理效率。</p><p>　　關

4、鍵詞：齒輪測量儀，LabVIEW，齒距偏差，齒廓偏差，螺旋線偏差</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The gear measuring instrument is the instrument for measuring the parameters of the gears.. With the development of

5、 science and technology, the development of gear measurement technology is becoming faster and faster.. Modern gear measuring technology is changing in the direction of automation. The computer technology and the test in

6、strument technology, there is a new test instrument - virtual instrument. The virtual instrument is a kind of computer test instrument system which can make full use</p><p>　　This paper is divided into three

7、 parts, the first part introduces the purpose and significance of this design, development status of this subject at home and abroad and the concept of virtual instrument, characteristics, composition and LabVIEW develop

8、ment environment are introduced in detail; the second part introduces the basic principle and the method of parameter for the measurement of gear, and on the basis of virtual instrument design of gear measuring machine;

9、the third part introduced ge</p><p>　　The virtual instrument technology is in a transparent way to combine computer hardware resources and equipment monitoring and control capabilities, which is an inevitabl

10、e trend of the development of the computer aided test technology, in recent years the domestic and foreign research development of the virtual instrument and virtual instrument is widely used in all walks of life shows t

11、he broad prospects of virtual instrument.</p><p>　　This design uses the LabVIEW8.0 version, it simplifies the development of the distributed system greatly with its distributed intelligence, thus simplifying

12、 the application and improving the system management efficiency.</p><p>　　KEY WORDS：Gear measuring instrument，LabVIEW， Tooth deviation, tooth profiledeviation, helix deviation</p><p><b>

13、　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第一章　　緒論2</b></p><p><b>　　1.1引言2</b></p><p><b>　　1.2概述2</b></p>

14、<p>　　1.3研究的意義和目的2</p><p>　　1.4齒輪測量儀國內(nèi)外發(fā)展狀況3</p><p>　　第二章 虛擬儀器技術及齒輪測量儀設計總體方案4</p><p>　　2.1虛擬儀器簡介4</p><p>　　2.2虛擬儀器的構成5</p><p>　　2.2.1 虛擬儀器的硬件5

15、</p><p>　　2.2.2 虛擬儀器的軟件6</p><p>　　2.3 虛擬儀器的特點6</p><p>　　2.4齒輪測量儀的概述7</p><p>　　2.4.1齒輪測量儀的基本原理和方法7</p><p>　　2.4.2齒距偏差的測量方法7</p><p>　　2.4.3

16、齒廓偏差的測量方法8</p><p>　　2.4.4螺旋線偏差的測量方法10</p><p>　　第三章 主程序設計及流程圖12</p><p>　　3.1齒輪測量儀程序流程圖12</p><p>　　3.2程序運行條件及分析13</p><p>　　3.3齒輪測量儀各參數(shù)測量流程圖13</p>

17、;<p>　　3.3.1齒距偏差測量流程圖13</p><p>　　3.3.2齒廓偏差測量流程圖14</p><p>　　3.3.3螺旋線偏差測量流程圖15</p><p>　　第四章 齒輪測量儀使用說明書17</p><p>　　4.1齒輪測量儀主界面17</p><p>　　4.2主界面簡

18、介17</p><p>　　第五章 齒輪測量儀測試分析報告19</p><p>　　5.1齒距偏差測試分析19</p><p>　　5.2齒廓偏差測試分析19</p><p>　　5.3測試的螺旋線偏差分析19</p><p>　　5.3.1測試的螺旋線偏差數(shù)據(jù)19</p><p>

19、　　5.3.2測試的螺旋線偏差處理結果20</p><p>　　5.4測試的實驗數(shù)據(jù)檢驗20</p><p>　　5.4.1齒距偏差檢驗20</p><p>　　5.4.2齒廓偏差檢驗22</p><p><b>　　結論24</b></p><p><b>　　致　謝25&

20、lt;/b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　社會在不斷地發(fā)展，科技在不斷地進步，機械行業(yè)也在蓬勃發(fā)展。齒輪又在機械行業(yè)中占據(jù)重要位置。老式的齒輪測量儀已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會的需求，尤其是現(xiàn)代社會追求迅速，高效率，高精度的測量行業(yè)。而虛擬儀器行業(yè)快速發(fā)展，虛擬儀器技術又可以與測量儀相結合，恰恰滿足了現(xiàn)代社會的需求，基于Labview的

21、齒輪測量儀也就應運而生。</p><p>　　本次設計研究的是基于真實齒輪測量中心在虛擬儀器中的仿真，關鍵研究的是對齒輪的齒距偏差、齒廓偏差和螺旋線偏差的測量和數(shù)據(jù)處理，并能夠動態(tài)顯示測量結果及誤差曲線。</p><p>　　本文主要分為三大部分，第一部分介紹了本次設計的目的及意義、該課題國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬儀器的概念、特點、組成并詳細地介紹了 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境；第二部分介紹了

22、齒輪各項測量參數(shù)的基本原理和方法，并在虛擬儀器的基礎上設計出齒輪測量儀；第三部分介紹了齒輪測量儀內(nèi)部的程序及測量結果動態(tài)顯示曲線。</p><p><b>　　第一章　　緒論</b></p><p><b>　　1.1引言 </b></p><p>　　基于虛擬儀器的齒輪測量儀集計算機技術等先進技術于一體，實現(xiàn)了齒輪誤差檢

23、測的自動化、標準化、智能化，能夠方便地集成各種現(xiàn)代信號處理技術，提高檢測的可靠性。齒輪測量儀可測量漸開線圓柱齒輪的齒廓偏差、螺旋線偏差、齒距偏差。</p><p><b>　　1.2概述 </b></p><p>　　齒輪測量儀器通常應按照我國國家標準GB/T10095-2001(等同于ISO1328：1996)的漸開線圓柱齒輪精度標準所規(guī)定的精度項目、精度評定方法以

24、及規(guī)定的公差，對產(chǎn)品齒輪進行迅速、高效、準確的測量。因為市場(如機械制造行業(yè))對齒輪測量不斷提出新的更高要求，所以齒輪測量精度項目也應不斷有所發(fā)展，齒輪測量儀器也應有所創(chuàng)新，使測量功能不斷增強，以滿足新的市場需求。</p><p>　　1.3研究的意義和目的</p><p>　　本次設計研究的是基于真實齒輪測量中心在虛擬儀器中的仿真，關鍵研究的是對齒輪的齒距偏差、齒廓偏差和螺旋線偏差的測量

25、和數(shù)據(jù)處理，并能夠動態(tài)顯示測量結果及誤差曲線。隨著我國測量儀器行業(yè)不斷的發(fā)展，在許多重大科技領域中取得了創(chuàng)造性進展，不斷迅速的發(fā)展，使我國的測量儀器儀器的可靠性和穩(wěn)定性有了長足的進步。尤其最近幾年，我國本土儀器取得了很大的進步，特別是在齒輪測量儀器和軸承的研發(fā)方面，與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小。數(shù)字化和虛擬技術的發(fā)展，為我國的測試測量儀器行業(yè)帶來了新的發(fā)展機會。</p><p>　　1.4齒輪測量儀國內(nèi)外發(fā)展

26、狀況</p><p>　　為了正確測量和檢測產(chǎn)品質(zhì)量，齒輪測量儀器通常應按照我國國家標準GB/T10095-2001（等同于ISO1328：1997）的漸開線圓柱齒輪精度標準所規(guī)定的精度項目、精度評定方法以及規(guī)定的公差，對產(chǎn)品齒輪進行準確，迅速，可靠的測量。因為市場（如制造行業(yè)）對齒輪測量精度要求更高，所以齒輪測量精度項目也應不斷有所發(fā)展，齒輪測量儀器也應 有所創(chuàng)新，不斷發(fā)展以適應市場需求。<

27、/p><p>　　齒輪測量儀器通常由計算機主機、三維坐標系或位移傳感器、測動系統(tǒng)、測量系統(tǒng)電氣裝置與接口，以及計算機等主要部分組成。隨著齒輪零部件生產(chǎn)專業(yè)化、標準化、模塊化，尤其是近年來虛擬儀器技術、計算機網(wǎng)絡技術、精密機械制造技術以及精密測量技術的發(fā)展，推動了齒輪測量儀器的研制與開發(fā)。</p><p>　　1.5本次研究的主要任務</p><p>　　通過調(diào)查研究，查

28、閱漸開線圓柱齒輪精度標準和相關資料，設計基于LabVIEW的能夠?qū)崿F(xiàn)對漸開線圓柱齒輪齒距偏差、齒廓偏差和徑向綜合偏差的測量和數(shù)據(jù)處理，并能夠動態(tài)顯示測量結果及誤差曲線。輸出報告單信息全面，結果正確。完成儀器的界面設計，要求界面友好，操作方便。</p><p><b>　　1.6本章小結</b></p><p>　　本章介紹了齒輪的作用及齒輪測量儀國內(nèi)外的發(fā)展狀況，并介

29、紹了本次設計的齒輪測量儀能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。</p><p>　　第二章 虛擬儀器技術及齒輪測量儀設計總體方案</p><p><b>　　2.1虛擬儀器簡介</b></p><p>　　虛擬技術、計算機通信技術與網(wǎng)絡技術被稱為 21世紀科學技術中的三大核心技術。虛擬儀器（Virtual Instrument）在各項工程的不同領域和精密儀器行業(yè)的

30、測量及控制的用戶中廣受歡迎，這都歸功于其直觀化的圖形編程語言。虛擬儀器圖形化數(shù)據(jù)流語言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流，同時地圖化的用戶界面直觀地顯示數(shù)據(jù)，使我們能夠輕松地查看、修改數(shù)據(jù)或控制輸入。</p><p>　　人們以前測量齒輪需要拿著測量儀器對其進行一項一項的測，非常的不方便。虛擬儀器技術的出現(xiàn)將改變?nèi)藗円郧暗墓ぷ鞣绞?，我們可以通過計算機軟件來進行模擬仿真就可以測量出齒輪的各項參數(shù)，十分的快捷方便。虛擬

31、儀器技術是計算機技術和儀器技術深層次結合的產(chǎn)物，是一種全新的儀器形式。它的出現(xiàn)使儀器與計算機之間的界限開始消失，是儀器發(fā)展史上的一場革命。</p><p>　　虛擬儀器是建立于計算機的儀器?，F(xiàn)如今虛擬儀器組成方式分為兩大類，其中一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算

32、機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式虛擬儀器通過應用程序?qū)⒂嬎銠C和功能模塊硬件結合起來，用戶通過友好的圖形界面來操作這臺計算機，就像是在操作一臺自己設計的測試儀器一樣，從而完成測試任務。</p><p>　　虛擬儀器的實質(zhì)是利用計算機顯示模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式輸出檢測結果；利用計算機強大的軟件功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)運算、分析和處理；利用 I/0 接口設備完成信號采集

33、、測量與調(diào)理，從而完成各種測試功能的一種計算機儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的“虛擬”包括以下兩個方面的含義：（1） 虛擬儀器面板是虛擬的。虛擬儀器面板上的各種“控件”與傳統(tǒng)面板上的各種器件所完成的功能是相同的，并由各種開關、按鈕、顯示器等實現(xiàn)儀器的功能操作。傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是“實物”，而且是由“手動”、“觸摸”來進行操作的。而虛擬儀器面板控件是外形與實物相像的“圖標”，用戶只需選用代表某種軟件程序的圖形“控件”即可，由計算機的鼠標“鍵擊”來

34、對其進行操作。因此，設計虛擬面板的過程就是在“前面板”設計窗口中從控制模板選取、擺放所需的圖形“控件”。尤其是 LabVIEW圖形化編程語言可在短時間內(nèi)輕松完成一個美觀而又實用的“虛擬儀器前面板”的設計，整個設計過程輕松而有趣。（2） 虛擬儀器測量功能由軟件編程實現(xiàn)。在以計算機為核心的硬件平臺支持下，通過軟件編程設計來實現(xiàn)儀器的功能，可以通過不同的測試功能軟件模塊的組合來實現(xiàn)多種測試功能。</p><p>　　虛

35、擬儀器概念的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義、用戶無法改變的工作模式，使得用戶可以根據(jù)自己的需求，充分利用計算機技術，用軟件代替硬件設計自己的儀器系統(tǒng)，“軟件就是儀器”是虛擬儀器概念最簡單最本質(zhì)的含義。LabVIEW是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言。目前，虛擬儀器在發(fā)達國家已十分普及。在國內(nèi)也有部分院校的實驗室引入了虛擬儀器系統(tǒng)。</p><p>　　2.2虛擬儀器的構成</p>&

36、lt;p>　　虛擬儀器技術由結構化的數(shù)據(jù)流程圖和交互式面板組成。任何測量系統(tǒng)都可分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和處理、數(shù)據(jù)顯示和輸出三大模塊，將這些模塊分別用不同的硬件和軟件實現(xiàn)，就可以構成不同的虛擬儀器系統(tǒng)。虛擬儀器系統(tǒng)包括硬件和軟件兩要素。硬件部分的功能是獲取真實世界中的被測信號；軟件部分的作用是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示等功能，軟件通常用專用的虛擬儀器開發(fā)語言編寫。所以，虛擬儀器系統(tǒng)可以用一個簡單的公式來表達：虛擬儀器系統(tǒng)=計算

37、機及其附件+開發(fā)虛擬儀器的軟件+必要的硬件。</p><p>　　2.2.1 虛擬儀器的硬件</p><p>　　通常虛擬儀器測試系統(tǒng)的硬件包括傳感器、信號調(diào)理、信號采集等I/O接口設備和通用計算機。計算機一般是PC機或工作站，是硬件平臺的核心，是虛擬儀器系統(tǒng)的心臟和動力；傳感器是測試系統(tǒng)獲取信息的基礎；I/O接口設備完成被測信號的采集、放大、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等。虛擬儀器的形式取決于實際

38、的物理系統(tǒng)和構成儀器的I/O接口的硬件類型，但都離不開計算機控制。</p><p>　　2.2.2 虛擬儀器的軟件</p><p>　　虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結構包含以下三部分：應用程序開發(fā)環(huán)境、儀器驅(qū)動程序、輸入輸出（I/O）接口軟件。</p><p>　?。?） I/0 接口軟件：存在于硬件和驅(qū)動程序之間，是最接近硬件的軟件層，完成對硬件內(nèi)部寄存器單元進行直接存取數(shù)

39、據(jù)操作，為硬件和驅(qū)動程序提供信息傳遞的低層軟件層，是實現(xiàn)開放統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎。</p><p>　?。?） 驅(qū)動程序?qū)樱菏窍到y(tǒng)應用程序?qū)崿F(xiàn)儀器控制的橋梁，一般以動態(tài)鏈接庫或靜態(tài)庫形式供應用程序調(diào)用。驅(qū)動程序的實質(zhì)是為用戶提供一個用于儀器操作的較為抽象的操作函數(shù)集。對于應用程序來說，它對儀器的操作是通過儀器驅(qū)動程序來實現(xiàn)的。</p><p>　?。?） 應用程序開發(fā)環(huán)境：是完成測試系

40、統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析、計算、存儲、顯示、輸出等任務，是虛擬儀器的核心和完成任務的關鍵。應用程序開發(fā)環(huán)境是用于編寫應用程序的編程工具，可由開發(fā)人員的喜好和測試需求進行選擇。</p><p>　　2.3 虛擬儀器的特點</p><p>　　虛擬儀器是計算機技術在儀器儀表領域的應用所形成的一種全新的儀器設計概念，它與傳統(tǒng)儀器相比顯示出了眾多的優(yōu)點：虛擬儀器將信號分析，處理，顯示都通過計算機處理，充分發(fā)揮

41、計算機的能力，使組建系統(tǒng)更加靈活簡潔，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器；用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。虛擬儀器的主要特點有：盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件?？沙浞职l(fā)揮計算機的能力，有強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器。用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p><p>　　2.4齒輪測量儀的概述</p>&l

42、t;p>　　齒輪測量儀是對齒輪各項參數(shù)進行檢測與測量的儀器，由于齒輪在安裝和生產(chǎn)當中存在著誤差，需要儀器對其進行檢測，以保證誤差在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　2.4.1齒輪測量儀的基本原理和方法</p><p>　　齒輪測量歸結為以下幾個方法：幾何長度測量法，輪廓測量法，粗糙度測量法，傳動噪音測量法及齒輪整體誤差測量法。齒輪測量的基本原理是根據(jù)齒輪的誤差來源來利用儀器對其誤差進

43、行測量。</p><p>　　2.4.2齒距偏差的測量方法</p><p>　　齒距是指在一個齒輪的圓柱面上，一條給定的曲線被兩個相鄰的同側(cè)齒面所截取的長度。單個齒距偏差是指在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差（用相對法測量時，公稱齒距是指所有實際齒距的平均值）。齒距累積總偏差Fp是指在分度圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值，即最大齒距累積偏差（）與最小齒距累積偏差

44、（）之代數(shù)差。</p><p>　　在實際測量中，通常采用某一齒距作為基準齒距，測量其余的齒距對基準齒距的偏差。然后，通過數(shù)據(jù)處理來求解單個齒距偏差和齒距累積總偏差，測量應在齒高中部同一圓周上進行，這就要求保證測量基準的精度。而齒輪的測量基準可選用齒輪的內(nèi)孔、齒頂圓和齒根圓。為了使測量基準與裝配基準一致，以內(nèi)孔定位最好。用齒頂圓定位時，必須控制齒頂圓對內(nèi)孔的軸線的徑向跳動。在生產(chǎn)中，根據(jù)所用量具的結構來確定測量基

45、準。</p><p>　　用作圖法處理測量數(shù)據(jù)：以橫坐標代表齒序，縱坐標代表上例第三行內(nèi)的相對齒距累積誤差，繪出如圖4所示的折線 。連接折線首末兩點的直線作為相對齒距累積誤差的坐標線。然后，從折線的最高點與最低點分別作與上述坐標線平行的直線。</p><p>　　2.4.3齒廓偏差的測量方法</p><p>　　齒廓偏差是指實際齒廓偏離設計齒廓的量，在端面內(nèi)且垂直于

46、漸開線方向的計值。齒廓偏差又可以分為齒廓形狀偏差和齒廓傾斜偏差。齒廓偏差的測量方法有展成法，嚙合法和坐標法。</p><p>　　齒廓形狀偏差指實際齒廓線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離是常數(shù)。</p><p>　　齒廓傾斜偏差指在計值范圍內(nèi)的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設計齒廓跡線的距離。本次齒廓偏差測量采用的是極坐標法，并用最小二乘圓法擬合出平

47、均齒廓跡線。</p><p>　　最小二乘圓是一個理想的圓，它使從實際輪廓上各點到該圓距離的平方和最小的圓，即： </p><p>　　最小二乘圓圓心坐標和半徑為：</p><p>　　為實際輪廓上第i點到最小二乘圓圓心距離</p><p>　　實際輪廓上各點至最小二乘圓的距離為按下式計算： </p>

48、;<p><b>　　=</b></p><p>　　求出各個測點據(jù)二乘圓的距離（注意正負號），取最大的距離與最小距離之差作為齒廓偏差，即：</p><p><b>　　Ffa=-</b></p><p><b>　　最小二乘圓編程方法</b></p><p>　

49、　模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過初步處理調(diào)用快速Vi，通過快速Vi實現(xiàn)LabVIEW編程，由于程序框圖過于復雜，這里僅對部分重要的框圖加以說明。</p><p>　　最小二乘擬合圓子函數(shù)的設計：</p><p>　　如果最小二乘擬合圓按照最基本的算式進行編寫的話過于繁瑣，所以我引入了球面擬合快速Vi。</p><p>　　通過下列函數(shù)得到x0, y0, z0,和r</p>

50、<p>　　得到關于x0, y0, z0的簡單線性方程，(xi, yi, zi)是給定的點，(x0, y0, z0)是未知的中點，r是未知的半徑。</p><p>　　此快速Vi是三維球面擬合最小二乘球，為了得到平面最小二乘圓讓所有的Zi=0，這樣就得到了平面最小二乘圓。</p><p>　　2.4.4螺旋線偏差的測量方法</p><p>　　螺旋線偏

51、差的定義是指在端面基圓切線方向上測得的實際螺旋線偏離設計螺旋線的值。螺旋線偏差也可以分為螺旋線形狀偏差和螺旋線傾斜偏差。螺旋線形狀偏差指實際螺旋線的兩條與平均螺旋跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋跡線的距離是常數(shù)。</p><p>　　螺旋線傾斜偏差指在計值范圍內(nèi)的兩端與平均螺旋跡線相交的兩條設計螺旋跡線的距離。本次螺旋線偏差測量采用的是極坐標法。</p><p><b

52、>　　2.5本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了虛擬儀器軟件的構成及特點，并介紹了齒輪測量儀所測參數(shù)的原理及方法，提出了基于虛擬儀器的齒輪測量儀設計方案。</p><p>　　第三章 主程序設計及流程圖</p><p>　　3.1齒輪測量儀程序流程圖</p><p><b>　　程序流程如圖3-1

53、</b></p><p>　　3.2程序運行條件及分析</p><p>　　傳統(tǒng)的齒輪測量儀需要操作員拿著儀器對齒輪進行逐個逐項的進行數(shù)據(jù)采集，然后在通過計算進行數(shù)據(jù)分析與處理，十分費力耗時。而通過虛擬儀器做的齒輪測量儀只需將采集來的數(shù)據(jù)通過輸入端口輸進去，然后點擊測量按鈕，程序會自動運行出各項測量數(shù)據(jù)以及能動態(tài)顯示誤差曲線。</p><p>　　由于本

54、次設計無法對齒輪的各項數(shù)據(jù)進行實際測量，所以本次采用的數(shù)據(jù)是根據(jù)以往的測量數(shù)據(jù)進行模擬改編得到的，可能會存在一些誤差。</p><p>　　3.3齒輪測量儀各參數(shù)測量流程圖</p><p>　　3.3.1齒距偏差測量流程圖</p><p>　　3.3.2齒廓偏差測量流程圖</p><p>　　齒廓偏差測量首先根據(jù)模擬出的一組數(shù)據(jù)畫出實際齒廓跡

55、線，然后用最小二乘法擬合出平均齒廓跡線，根據(jù)齒廓偏差的定義，通過labview軟件直接用高斯曲線擬合Vi的方法擬合出一條曲線，然后分別平移實際齒廓跡線到它的最大值和最小值得出兩條曲線，這兩條曲線與平均齒廓跡線的交點的差值即為齒廓偏差。</p><p>　　高斯曲線擬合Vi簡介</p><p><b>　　高斯曲線擬合子Vi</b></p><p&g

56、t;<b>　　高斯曲線擬合流程圖</b></p><p>　　3.3.3螺旋線偏差測量流程圖</p><p>　　螺旋線偏差測量首先根據(jù)模擬出的一組數(shù)據(jù)畫出實際螺旋線跡線，然后用最小二乘法擬合出平均螺旋線跡線，根據(jù)螺旋線偏差的定義，通過labview軟件直接用高斯曲線擬合Vi的方法擬合出一條曲線，然后分別平移實際螺旋線跡線到它的最大值和最小值得出兩條曲線，這兩條曲線

57、與平均螺旋線跡線的交點即為螺旋線偏差。</p><p>　　第四章 齒輪測量儀使用說明書</p><p>　　4.1齒輪測量儀主界面</p><p><b>　　運行前的主界面如圖</b></p><p><b>　　運行后的主界面如圖</b></p><p><b&

58、gt;　　4.2主界面簡介</b></p><p>　　主界面上共有四個可按按鈕，分別是齒距偏差按鈕，齒廓偏差按鈕，螺旋線偏差按鈕和停止按鈕。每個按鈕按下后即可實現(xiàn)相應的功能。</p><p>　　在文件路徑1輸入齒距偏差測量所需數(shù)據(jù)，在程序啟動的情況下，通過齒輪測量儀的數(shù)據(jù)處理在“所有行”上顯示處理結果。</p><p>　　在路徑文件2輸入齒廓偏差測

59、量所需數(shù)據(jù)，在程序啟動的情況下，通過齒輪測量儀進行數(shù)據(jù)處理在“XY圖”顯示界面顯示處理的過程，然后在輸出控件“ffa”，“fa”，“fha”顯示處理結果。</p><p>　　輸出控件“ffa”：齒廓偏差結果</p><p>　　輸出控件“fa”：齒廓形狀偏差結果</p><p>　　輸出控件“fha”：齒廓傾斜偏差結果</p><p>　　

60、4.3程序結構的選擇</p><p>　　Labview的程序結構有六個結構：順序結構，F(xiàn)or循環(huán)，While循環(huán)，Case結構，事件結構，使能結構。適合本次設計的有Case結構和事件結構。</p><p>　　Case結構即在某種特定情況下執(zhí)行某段特定程序。Labview和C語言有很多相似，其中Case結構就類似于“if....else....”語句或“switch”語句。</p&

61、gt;<p>　　事件結構就是當“事件”發(fā)生時，程序才會做出相應的響應，當多個事件發(fā)生時會形成事件隊列，直到每個事件對應的代碼都被執(zhí)行為止。因此不會存在事件遺漏的情況。</p><p>　　由于Case結構是當某種條件滿足或得不到滿足時才執(zhí)行的程序結構，而本次齒輪測量儀的輸入端是實際測量數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)未處理之前，并不清楚它是否滿足條件，而且Case結構的多事件之間必須實現(xiàn)互鎖，而互鎖的實現(xiàn)又比較麻煩，

62、所以本次設計選擇事件結構。</p><p><b>　　事件結構框圖</b></p><p>　　第五章 齒輪測量儀測試分析報告</p><p>　　5.1齒距偏差測試分析</p><p>　　5.1.1測試的齒距偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.2測試的齒距偏差處理結果</p>

63、<p>　　Fp：齒距偏差，fpt：齒距累積總偏差</p><p>　　5.2齒廓偏差測試分析</p><p>　　5.1.2測試的齒廓偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.2測試的齒廓偏差處理結果</p><p>　　ffa：齒廓形狀偏差，fa：齒廓總偏差，fha：齒廓傾斜偏差</p><p>　　5.3

64、測試的螺旋線偏差分析</p><p>　　5.3.1測試的螺旋線偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.3.2測試的螺旋線偏差處理結果</p><p>　　ffb：螺旋線形狀偏差，fb：螺旋線總偏差，fhb：螺旋線傾斜偏差</p><p>　　5.4測試的實驗數(shù)據(jù)檢驗</p><p>　　5.4.1齒距偏差檢驗</p&

65、gt;<p>　　單個齒距偏差是指在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差（用相對法測量時，公稱齒距是指所有實際齒距的平均值）。齒距累積總偏差Fp是指在分度圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值，即最大齒距累積偏差（）與最小齒距累積偏差（）之代數(shù)差。</p><p>　　計算基準齒距對公稱齒距的偏差，因為第一個齒距是任意選定的，假設它對公稱齒距的偏差為K，以后每測一齒都引入了該偏差K

66、，K的值為各個齒距相對偏差的平均值，按下式計算：</p><p><b>　　K＝／Z</b></p><p>　　式中 Z—齒輪的齒數(shù)。</p><p><b>　　＝－nK</b></p><p><b>　　Fp=-</b></p><p>　

67、　經(jīng)手工計算得出的齒距偏差與齒距累積總偏差結果與經(jīng)過齒輪測量儀運行結果一致，檢驗結果正確。</p><p>　　5.4.2齒廓偏差檢驗</p><p>　　實際齒廓跡線是從設計齒廓跡線縱坐標減去一條直線斜率縱坐標后確定的一條跡線，使得在計值范圍內(nèi)，實際齒廓跡線偏離平均齒廓跡線的偏差的平方和最小。</p><p><b>　　使，因為</b>&l

68、t;/p><p><b>　　得：，</b></p><p>　　用最小二乘法可得：的斜直線的截距、斜率</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　(5-3)<

69、/b></p><p>　　將實驗數(shù)據(jù)代入得：=[11-(-14)]+[41-(-14)]=110um；=[11-(-37)]+[-13-(-33)]=68um；=[(-28)-0]+[36-(-52)]=60um經(jīng)檢驗與齒輪測量儀得出的結果在誤差允許范圍內(nèi)，所以本次測量結果正確。</p><p><b>　　結論</b></p><p>

70、;　　本次設計的是基于虛擬儀器技術的齒輪測量儀，該測量儀具有齒距偏差，齒廓偏差，螺旋線偏差等參數(shù)測量的功能。相比傳統(tǒng)的齒輪測量儀，該測量儀以LabVIEW為平臺，提高了測試精度和測試效率，降低了成本，節(jié)省了大量資源，而且該軟件具有較好的擴展性和交互性。該測量儀設計的界面簡潔，操作方便，數(shù)據(jù)處理迅速，精確，具有良好的實用性。齒輪的相關參數(shù)有很多，本次設計只測了其中三項，具有一定局限性。而且本次測量的數(shù)據(jù)是通過計算機模擬得到的，并非實際測得

71、齒輪的實際數(shù)據(jù)，可能存在著一些誤差。</p><p>　　總的來說，由于本次設計的齒輪測量儀，優(yōu)點很多，缺點也有，但其具有操作簡便，界面友好，檢測精度較高，而且生產(chǎn)成本較低，在現(xiàn)今社會對齒輪測量儀需求量仍然較大的環(huán)境下，基于labview的齒輪測量儀自動化程度較高，相比較而言，具有更好的市場潛力以及發(fā)展前景。</p><p><b>　　參考文獻</b></p&

72、gt;<p>　　互換性與技術測量，楊練根，華中出版社2010</p><p>　　互換性與技術測量，李蓓智，華中出版社2011</p><p>　　精密機械設計基礎，裘祖榮，機械工業(yè)出版社</p><p>　　測控儀器設計，浦昭邦，王寶光，機械工業(yè)出版社</p><p>　　陳錫輝，張銀鴻Labview8.20程序設計從入門到

73、精通清華大學出版社2007.7</p><p><b>　　致　謝</b></p><p>　　本人的畢業(yè)設計論文一直是在武充沛老師的耐心指導下進行的。武充沛老師治學態(tài)度嚴謹，學識淵博，為人和藹可親。在整個畢業(yè)設計過程中，武充沛老師一直敦促著我，每當我有所懈怠時，武老師善意的提醒與鞭策讓我繼續(xù)前行，而且每當提出新的問題，武老師總是不厭其煩的給我耐心講解，使得我的畢業(yè)設

74、計課題能夠深入地進行下去，也使我接觸到了許多理論。 武充沛老師在齒輪設計方面具有豐富的實踐經(jīng)驗，對我的畢業(yè)設計給予了很多的指導和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y果與實際相結合。另外，他對待問題的嚴謹作風也給我留下了深刻的印象。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。</p><p>　　此外，我還要感謝我的舍友和同學：梁云飛，程洪濤，徐軍領等。他們在我遇見困難時總能及時的給予幫助，使我的畢業(yè)設計能順利完成。同時，我也十