齒輪測(cè)量?jī)x畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　齒輪測(cè)量?jī)x是對(duì)齒輪各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的儀器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，齒輪測(cè)量技術(shù)發(fā)展的也越來(lái)越快?，F(xiàn)代齒輪測(cè)量技術(shù)正向自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試儀器技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了一種新的測(cè)試儀器—虛擬儀器。虛擬儀器是一種充分利用計(jì)算機(jī)資源，由用戶設(shè)計(jì)的具有虛擬操作面板的計(jì)算機(jī)測(cè)試儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器應(yīng)

2、運(yùn)而生，集信號(hào)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(shè)計(jì)的目的及意義、該課題國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬儀器的概念、特點(diǎn)、組成并詳細(xì)地介紹了 LabVIEW 開(kāi)發(fā)環(huán)境；第二部分介紹了齒輪各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)的基本原理和方法，并在虛擬儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出齒輪測(cè)量?jī)x；第三部分介紹了齒輪測(cè)量?jī)x內(nèi)部的程序及測(cè)量結(jié)果動(dòng)態(tài)顯示曲線。</p><p&g

3、t;　　本文所采用的虛擬儀器技術(shù)是以透明的方式把計(jì)算機(jī)的資源和儀器硬件的測(cè)控能力結(jié)合起來(lái)，其產(chǎn)生是計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)虛擬儀器的研究開(kāi)發(fā)以及虛擬儀器在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用表明了虛擬儀器的廣闊前景。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是LabVIEW８．０版本，它以其分布式智能極大的簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，從而精簡(jiǎn)應(yīng)用程序并提高系統(tǒng)管理效率。</p><p>　　關(guān)

4、鍵詞：齒輪測(cè)量?jī)x，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(cè)量?jī)x國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r3</p><p>　　第二章 虛擬儀器技術(shù)及齒輪測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)總體方案4</p><p>　　2.1虛擬儀器簡(jiǎn)介4</p><p>　　2.2虛擬儀器的構(gòu)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(diǎn)6</p><p>　　2.4齒輪測(cè)量?jī)x的概述7</p><p>　　2.4.1齒輪測(cè)量?jī)x的基本原理和方法7</p><p>　　2.4.2齒距偏差的測(cè)量方法7</p><p>　　2.4.3

16、齒廓偏差的測(cè)量方法8</p><p>　　2.4.4螺旋線偏差的測(cè)量方法10</p><p>　　第三章 主程序設(shè)計(jì)及流程圖12</p><p>　　3.1齒輪測(cè)量?jī)x程序流程圖12</p><p>　　3.2程序運(yùn)行條件及分析13</p><p>　　3.3齒輪測(cè)量?jī)x各參數(shù)測(cè)量流程圖13</p>

17、;<p>　　3.3.1齒距偏差測(cè)量流程圖13</p><p>　　3.3.2齒廓偏差測(cè)量流程圖14</p><p>　　3.3.3螺旋線偏差測(cè)量流程圖15</p><p>　　第四章 齒輪測(cè)量?jī)x使用說(shuō)明書(shū)17</p><p>　　4.1齒輪測(cè)量?jī)x主界面17</p><p>　　4.2主界面簡(jiǎn)

18、介17</p><p>　　第五章 齒輪測(cè)量?jī)x測(cè)試分析報(bào)告19</p><p>　　5.1齒距偏差測(cè)試分析19</p><p>　　5.2齒廓偏差測(cè)試分析19</p><p>　　5.3測(cè)試的螺旋線偏差分析19</p><p>　　5.3.1測(cè)試的螺旋線偏差數(shù)據(jù)19</p><p>

19、　　5.3.2測(cè)試的螺旋線偏差處理結(jié)果20</p><p>　　5.4測(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)20</p><p>　　5.4.1齒距偏差檢驗(yàn)20</p><p>　　5.4.2齒廓偏差檢驗(yàn)22</p><p><b>　　結(jié)論24</b></p><p><b>　　致　謝25&

20、lt;/b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　社會(huì)在不斷地發(fā)展，科技在不斷地進(jìn)步，機(jī)械行業(yè)也在蓬勃發(fā)展。齒輪又在機(jī)械行業(yè)中占據(jù)重要位置。老式的齒輪測(cè)量?jī)x已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，尤其是現(xiàn)代社會(huì)追求迅速，高效率，高精度的測(cè)量行業(yè)。而虛擬儀器行業(yè)快速發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)又可以與測(cè)量?jī)x相結(jié)合，恰恰滿足了現(xiàn)代社會(huì)的需求，基于Labview的

21、齒輪測(cè)量?jī)x也就應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)研究的是基于真實(shí)齒輪測(cè)量中心在虛擬儀器中的仿真，關(guān)鍵研究的是對(duì)齒輪的齒距偏差、齒廓偏差和螺旋線偏差的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，并能夠動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量結(jié)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(shè)計(jì)的目的及意義、該課題國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬儀器的概念、特點(diǎn)、組成并詳細(xì)地介紹了 LabVIEW 開(kāi)發(fā)環(huán)境；第二部分介紹了

22、齒輪各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)的基本原理和方法，并在虛擬儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出齒輪測(cè)量?jī)x；第三部分介紹了齒輪測(cè)量?jī)x內(nèi)部的程序及測(cè)量結(jié)果動(dòng)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(cè)量?jī)x集計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了齒輪誤差檢

23、測(cè)的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，能夠方便地集成各種現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)，提高檢測(cè)的可靠性。齒輪測(cè)量?jī)x可測(cè)量漸開(kāi)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(cè)量?jī)x器通常應(yīng)按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001(等同于ISO1328：1996)的漸開(kāi)線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的精度項(xiàng)目、精度評(píng)定方法以

24、及規(guī)定的公差，對(duì)產(chǎn)品齒輪進(jìn)行迅速、高效、準(zhǔn)確的測(cè)量。因?yàn)槭袌?chǎng)(如機(jī)械制造行業(yè))對(duì)齒輪測(cè)量不斷提出新的更高要求，所以齒輪測(cè)量精度項(xiàng)目也應(yīng)不斷有所發(fā)展，齒輪測(cè)量?jī)x器也應(yīng)有所創(chuàng)新，使測(cè)量功能不斷增強(qiáng)，以滿足新的市場(chǎng)需求。</p><p>　　1.3研究的意義和目的</p><p>　　本次設(shè)計(jì)研究的是基于真實(shí)齒輪測(cè)量中心在虛擬儀器中的仿真，關(guān)鍵研究的是對(duì)齒輪的齒距偏差、齒廓偏差和螺旋線偏差的測(cè)量

25、和數(shù)據(jù)處理，并能夠動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量結(jié)果及誤差曲線。隨著我國(guó)測(cè)量?jī)x器行業(yè)不斷的發(fā)展，在許多重大科技領(lǐng)域中取得了創(chuàng)造性進(jìn)展，不斷迅速的發(fā)展，使我國(guó)的測(cè)量?jī)x器儀器的可靠性和穩(wěn)定性有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。尤其最近幾年，我國(guó)本土儀器取得了很大的進(jìn)步，特別是在齒輪測(cè)量?jī)x器和軸承的研發(fā)方面，與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距正在快速縮小。數(shù)字化和虛擬技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)的測(cè)試測(cè)量?jī)x器行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。</p><p>　　1.4齒輪測(cè)量?jī)x國(guó)內(nèi)外發(fā)展

26、狀況</p><p>　　為了正確測(cè)量和檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，齒輪測(cè)量?jī)x器通常應(yīng)按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001（等同于ISO1328：1997）的漸開(kāi)線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的精度項(xiàng)目、精度評(píng)定方法以及規(guī)定的公差，對(duì)產(chǎn)品齒輪進(jìn)行準(zhǔn)確，迅速，可靠的測(cè)量。因?yàn)槭袌?chǎng)（如制造行業(yè)）對(duì)齒輪測(cè)量精度要求更高，所以齒輪測(cè)量精度項(xiàng)目也應(yīng)不斷有所發(fā)展，齒輪測(cè)量?jī)x器也應(yīng) 有所創(chuàng)新，不斷發(fā)展以適應(yīng)市場(chǎng)需求。<

27、/p><p>　　齒輪測(cè)量?jī)x器通常由計(jì)算機(jī)主機(jī)、三維坐標(biāo)系或位移傳感器、測(cè)動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)電氣裝置與接口，以及計(jì)算機(jī)等主要部分組成。隨著齒輪零部件生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，尤其是近年來(lái)虛擬儀器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密機(jī)械制造技術(shù)以及精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了齒輪測(cè)量?jī)x器的研制與開(kāi)發(fā)。</p><p>　　1.5本次研究的主要任務(wù)</p><p>　　通過(guò)調(diào)查研究，查

28、閱漸開(kāi)線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)資料，設(shè)計(jì)基于LabVIEW的能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)漸開(kāi)線圓柱齒輪齒距偏差、齒廓偏差和徑向綜合偏差的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，并能夠動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量結(jié)果及誤差曲線。輸出報(bào)告單信息全面，結(jié)果正確。完成儀器的界面設(shè)計(jì)，要求界面友好，操作方便。</p><p><b>　　1.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了齒輪的作用及齒輪測(cè)量?jī)x國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，并介

29、紹了本次設(shè)計(jì)的齒輪測(cè)量?jī)x能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。</p><p>　　第二章 虛擬儀器技術(shù)及齒輪測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)總體方案</p><p><b>　　2.1虛擬儀器簡(jiǎn)介</b></p><p>　　虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被稱為 21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)中的三大核心技術(shù)。虛擬儀器（Virtual Instrument）在各項(xiàng)工程的不同領(lǐng)域和精密儀器行業(yè)的

30、測(cè)量及控制的用戶中廣受歡迎，這都?xì)w功于其直觀化的圖形編程語(yǔ)言。虛擬儀器圖形化數(shù)據(jù)流語(yǔ)言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流，同時(shí)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(cè)量齒輪需要拿著測(cè)量?jī)x器對(duì)其進(jìn)行一項(xiàng)一項(xiàng)的測(cè)，非常的不方便。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)將改變?nèi)藗円郧暗墓ぷ鞣绞?，我們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行模擬仿真就可以測(cè)量出齒輪的各項(xiàng)參數(shù)，十分的快捷方便。虛擬

31、儀器技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)深層次結(jié)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(jì)算機(jī)之間的界限開(kāi)始消失，是儀器發(fā)展史上的一場(chǎng)革命。</p><p>　　虛擬儀器是建立于計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來(lái)越強(qiáng)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(jì)算

32、機(jī)。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)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(guò)應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)和功能模塊硬件結(jié)合起來(lái)，用戶通過(guò)友好的圖形界面來(lái)操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)，就像是在操作一臺(tái)自己設(shè)計(jì)的測(cè)試儀器一樣，從而完成測(cè)試任務(wù)。</p><p>　　虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)顯示模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式輸出檢測(cè)結(jié)果；利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析和處理；利用 I/0 接口設(shè)備完成信號(hào)采集

33、、測(cè)量與調(diào)理，從而完成各種測(cè)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的“虛擬”包括以下兩個(gè)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(kāi)關(guān)、按鈕、顯示器等實(shí)現(xiàn)儀器的功能操作。傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是“實(shí)物”，而且是由“手動(dòng)”、“觸摸”來(lái)進(jìn)行操作的。而虛擬儀器面板控件是外形與實(shí)物相像的“圖標(biāo)”，用戶只需選用代表某種軟件程序的圖形“控件”即可，由計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)“鍵擊”來(lái)

34、對(duì)其進(jìn)行操作。因此，設(shè)計(jì)虛擬面板的過(guò)程就是在“前面板”設(shè)計(jì)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(yǔ)言可在短時(shí)間內(nèi)輕松完成一個(gè)美觀而又實(shí)用的“虛擬儀器前面板”的設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程輕松而有趣。（2） 虛擬儀器測(cè)量功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)。在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)支持下，通過(guò)軟件編程設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的功能，可以通過(guò)不同的測(cè)試功能軟件模塊的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)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(wú)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(jì)算機(jī)技術(shù)，用軟件代替硬件設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，“軟件就是儀器”是虛擬儀器概念最簡(jiǎn)單最本質(zhì)的含義。LabVIEW是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。目前，虛擬儀器在發(fā)達(dá)國(guó)家已十分普及。在國(guó)內(nèi)也有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器系統(tǒng)。</p><p>　　2.2虛擬儀器的構(gòu)成</p>&

36、lt;p>　　虛擬儀器技術(shù)由結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)流程圖和交互式面板組成。任何測(cè)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(shí)現(xiàn)，就可以構(gòu)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(shí)世界中的被測(cè)信號(hào)；軟件部分的作用是實(shí)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(kāi)發(fā)語(yǔ)言編寫(xiě)。所以，虛擬儀器系統(tǒng)可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)表達(dá)：虛擬儀器系統(tǒng)=計(jì)算

37、機(jī)及其附件+開(kāi)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(cè)試系統(tǒng)的硬件包括傳感器、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)采集等I/O接口設(shè)備和通用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)一般是PC機(jī)或工作站，是硬件平臺(tái)的核心，是虛擬儀器系統(tǒng)的心臟和動(dòng)力；傳感器是測(cè)試系統(tǒng)獲取信息的基礎(chǔ)；I/O接口設(shè)備完成被測(cè)信號(hào)的采集、放大、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等。虛擬儀器的形式取決于實(shí)際

38、的物理系統(tǒng)和構(gòu)成儀器的I/O接口的硬件類型，但都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu)包含以下三部分：應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境、儀器驅(qū)動(dòng)程序、輸入輸出（I/O）接口軟件。</p><p>　　（1） I/0 接口軟件：存在于硬件和驅(qū)動(dòng)程序之間，是最接近硬件的軟件層，完成對(duì)硬件內(nèi)部寄存器單元進(jìn)行直接存取數(shù)

39、據(jù)操作，為硬件和驅(qū)動(dòng)程序提供信息傳遞的低層軟件層，是實(shí)現(xiàn)開(kāi)放統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)。</p><p>　?。?） 驅(qū)動(dòng)程序?qū)樱菏窍到y(tǒng)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)儀器控制的橋梁，一般以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)或靜態(tài)庫(kù)形式供應(yīng)用程序調(diào)用。驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)質(zhì)是為用戶提供一個(gè)用于儀器操作的較為抽象的操作函數(shù)集。對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，它對(duì)儀器的操作是通過(guò)儀器驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　（3） 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境：是完成測(cè)試系

40、統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示、輸出等任務(wù)，是虛擬儀器的核心和完成任務(wù)的關(guān)鍵。應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境是用于編寫(xiě)應(yīng)用程序的編程工具，可由開(kāi)發(fā)人員的喜好和測(cè)試需求進(jìn)行選擇。</p><p>　　2.3 虛擬儀器的特點(diǎn)</p><p>　　虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用所形成的一種全新的儀器設(shè)計(jì)概念，它與傳統(tǒng)儀器相比顯示出了眾多的優(yōu)點(diǎn)：虛擬儀器將信號(hào)分析，處理，顯示都通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，充分發(fā)揮

41、計(jì)算機(jī)的能力，使組建系統(tǒng)更加靈活簡(jiǎn)潔，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)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(diǎn)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(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)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(shí)際上是一個(gè)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(cè)量?jī)x的概述</p>&l

42、t;p>　　齒輪測(cè)量?jī)x是對(duì)齒輪各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)量的儀器，由于齒輪在安裝和生產(chǎn)當(dāng)中存在著誤差，需要儀器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以保證誤差在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　2.4.1齒輪測(cè)量?jī)x的基本原理和方法</p><p>　　齒輪測(cè)量歸結(jié)為以下幾個(gè)方法：幾何長(zhǎng)度測(cè)量法，輪廓測(cè)量法，粗糙度測(cè)量法，傳動(dòng)噪音測(cè)量法及齒輪整體誤差測(cè)量法。齒輪測(cè)量的基本原理是根據(jù)齒輪的誤差來(lái)源來(lái)利用儀器對(duì)其誤差進(jìn)

43、行測(cè)量。</p><p>　　2.4.2齒距偏差的測(cè)量方法</p><p>　　齒距是指在一個(gè)齒輪的圓柱面上，一條給定的曲線被兩個(gè)相鄰的同側(cè)齒面所截取的長(zhǎng)度。單個(gè)齒距偏差是指在分度圓上，實(shí)際齒距與公稱齒距之差（用相對(duì)法測(cè)量時(shí)，公稱齒距是指所有實(shí)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(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)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(shí)際測(cè)量中，通常采用某一齒距作為基準(zhǔn)齒距，測(cè)量其余的齒距對(duì)基準(zhǔn)齒距的偏差。然后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理來(lái)求解單個(gè)齒距偏差和齒距累積總偏差，測(cè)量應(yīng)在齒高中部同一圓周上進(jìn)行，這就要求保證測(cè)量基準(zhǔn)的精度。而齒輪的測(cè)量基準(zhǔn)可選用齒輪的內(nèi)孔、齒頂圓和齒根圓。為了使測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)一致，以內(nèi)孔定位最好。用齒頂圓定位時(shí)，必須控制齒頂圓對(duì)內(nèi)孔的軸線的徑向跳動(dòng)。在生產(chǎn)中，根據(jù)所用量具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定測(cè)量基

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

46、漸開(kāi)線方向的計(jì)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(cè)量方法有展成法，嚙合法和坐標(biāo)法。</p><p>　　齒廓形狀偏差指實(shí)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(jì)值范圍內(nèi)的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線的距離。本次齒廓偏差測(cè)量采用的是極坐標(biāo)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(gè)理想的圓，它使從實(shí)際輪廓上各點(diǎn)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(biāo)和半徑為：</p><p>　　為實(shí)際輪廓上第i點(diǎn)到最小二乘圓圓心距離</p><p>　　實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至最小二乘圓的距離為按下式計(jì)算： </p>

48、;<p><b>　　=</b></p><p>　　求出各個(gè)測(cè)點(diǎn)據(jù)二乘圓的距離（注意正負(fù)號(hào)），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(guò)初步處理調(diào)用快速Vi，通過(guò)快速Vi實(shí)現(xiàn)LabVIEW編程，由于程序框圖過(guò)于復(fù)雜，這里僅對(duì)部分重要的框圖加以說(shuō)明。</p><p>　　最小二乘擬合圓子函數(shù)的設(shè)計(jì)：</p><p>　　如果最小二乘擬合圓按照最基本的算式進(jìn)行編寫(xiě)的話過(guò)于繁瑣，所以我引入了球面擬合快速Vi。</p><p>　　通過(guò)下列函數(shù)得到x0, y0, z0,和r</p>

50、<p>　　得到關(guān)于x0, y0, z0的簡(jiǎn)單線性方程，(xi, yi, zi)是給定的點(diǎn)，(x0, y0, z0)是未知的中點(diǎn)，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(cè)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(cè)得的實(shí)際螺旋線偏離設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)值范圍內(nèi)的兩端與平均螺旋跡線相交的兩條設(shè)計(jì)螺旋跡線的距離。本次螺旋線偏差測(cè)量采用的是極坐標(biāo)法。</p><p><b

52、>　　2.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了虛擬儀器軟件的構(gòu)成及特點(diǎn)，并介紹了齒輪測(cè)量?jī)x所測(cè)參數(shù)的原理及方法，提出了基于虛擬儀器的齒輪測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　第三章 主程序設(shè)計(jì)及流程圖</p><p>　　3.1齒輪測(cè)量?jī)x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(yùn)行條件及分析</p><p>　　傳統(tǒng)的齒輪測(cè)量?jī)x需要操作員拿著儀器對(duì)齒輪進(jìn)行逐個(gè)逐項(xiàng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后在通過(guò)計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，十分費(fèi)力耗時(shí)。而通過(guò)虛擬儀器做的齒輪測(cè)量?jī)x只需將采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)輸入端口輸進(jìn)去，然后點(diǎn)擊測(cè)量按鈕，程序會(huì)自動(dòng)運(yùn)行出各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及能動(dòng)態(tài)顯示誤差曲線。</p><p>　　由于本

54、次設(shè)計(jì)無(wú)法對(duì)齒輪的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，所以本次采用的數(shù)據(jù)是根據(jù)以往的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬改編得到的，可能會(huì)存在一些誤差。</p><p>　　3.3齒輪測(cè)量?jī)x各參數(shù)測(cè)量流程圖</p><p>　　3.3.1齒距偏差測(cè)量流程圖</p><p>　　3.3.2齒廓偏差測(cè)量流程圖</p><p>　　齒廓偏差測(cè)量首先根據(jù)模擬出的一組數(shù)據(jù)畫(huà)出實(shí)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(guò)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(shí)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(diǎn)的差值即為齒廓偏差。</p><p>　　高斯曲線擬合Vi簡(jiǎn)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(cè)量流程圖</p><p>　　螺旋線偏差測(cè)量首先根據(jù)模擬出的一組數(shù)據(jù)畫(huà)出實(shí)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(guò)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(shí)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(diǎn)即為螺旋線偏差。</p><p>　　第四章 齒輪測(cè)量?jī)x使用說(shuō)明書(shū)</p><p>　　4.1齒輪測(cè)量?jī)x主界面</p><p><b>　　運(yùn)行前的主界面如圖</b></p><p><b>　　運(yùn)行后的主界面如圖</b></p><p><b&

58、gt;　　4.2主界面簡(jiǎn)介</b></p><p>　　主界面上共有四個(gè)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(gè)按鈕按下后即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。</p><p>　　在文件路徑1輸入齒距偏差測(cè)量所需數(shù)據(jù)，在程序啟動(dòng)的情況下，通過(guò)齒輪測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)處理在“所有行”上顯示處理結(jié)果。</p><p>　　在路徑文件2輸入齒廓偏差測(cè)

59、量所需數(shù)據(jù)，在程序啟動(dòng)的情況下，通過(guò)齒輪測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)處理在“XY圖”顯示界面顯示處理的過(guò)程，然后在輸出控件“ffa”，“fa”，“fha”顯示處理結(jié)果。</p><p>　　輸出控件“ffa”：齒廓偏差結(jié)果</p><p>　　輸出控件“fa”：齒廓形狀偏差結(jié)果</p><p>　　輸出控件“fha”：齒廓傾斜偏差結(jié)果</p><p>　　

60、4.3程序結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　Labview的程序結(jié)構(gòu)有六個(gè)結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，F(xiàn)or循環(huán)，While循環(huán)，Case結(jié)構(gòu)，事件結(jié)構(gòu)，使能結(jié)構(gòu)。適合本次設(shè)計(jì)的有Case結(jié)構(gòu)和事件結(jié)構(gòu)。</p><p>　　Case結(jié)構(gòu)即在某種特定情況下執(zhí)行某段特定程序。Labview和C語(yǔ)言有很多相似，其中Case結(jié)構(gòu)就類似于“if....else....”語(yǔ)句或“switch”語(yǔ)句。</p&

61、gt;<p>　　事件結(jié)構(gòu)就是當(dāng)“事件”發(fā)生時(shí)，程序才會(huì)做出相應(yīng)的響應(yīng)，當(dāng)多個(gè)事件發(fā)生時(shí)會(huì)形成事件隊(duì)列，直到每個(gè)事件對(duì)應(yīng)的代碼都被執(zhí)行為止。因此不會(huì)存在事件遺漏的情況。</p><p>　　由于Case結(jié)構(gòu)是當(dāng)某種條件滿足或得不到滿足時(shí)才執(zhí)行的程序結(jié)構(gòu)，而本次齒輪測(cè)量?jī)x的輸入端是實(shí)際測(cè)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(jié)構(gòu)的多事件之間必須實(shí)現(xiàn)互鎖，而互鎖的實(shí)現(xiàn)又比較麻煩，

62、所以本次設(shè)計(jì)選擇事件結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　事件結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　第五章 齒輪測(cè)量?jī)x測(cè)試分析報(bào)告</p><p>　　5.1齒距偏差測(cè)試分析</p><p>　　5.1.1測(cè)試的齒距偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.2測(cè)試的齒距偏差處理結(jié)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(cè)試分析</p><p>　　5.1.2測(cè)試的齒廓偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.2測(cè)試的齒廓偏差處理結(jié)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(cè)試的螺旋線偏差分析</p><p>　　5.3.1測(cè)試的螺旋線偏差數(shù)據(jù)</p><p>　　5.3.2測(cè)試的螺旋線偏差處理結(jié)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(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)</p><p>　　5.4.1齒距偏差檢驗(yàn)</p&

65、gt;<p>　　單個(gè)齒距偏差是指在分度圓上，實(shí)際齒距與公稱齒距之差（用相對(duì)法測(cè)量時(shí)，公稱齒距是指所有實(shí)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(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)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(jì)算基準(zhǔn)齒距對(duì)公稱齒距的偏差，因?yàn)榈谝粋€(gè)齒距是任意選定的，假設(shè)它對(duì)公稱齒距的偏差為K，以后每測(cè)一齒都引入了該偏差K

66、，K的值為各個(gè)齒距相對(duì)偏差的平均值，按下式計(jì)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(jì)算得出的齒距偏差與齒距累積總偏差結(jié)果與經(jīng)過(guò)齒輪測(cè)量?jī)x運(yùn)行結(jié)果一致，檢驗(yàn)結(jié)果正確。</p><p>　　5.4.2齒廓偏差檢驗(yàn)</p><p>　　實(shí)際齒廓跡線是從設(shè)計(jì)齒廓跡線縱坐標(biāo)減去一條直線斜率縱坐標(biāo)后確定的一條跡線，使得在計(jì)值范圍內(nèi)，實(shí)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?yàn)?lt;/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(shí)驗(yàn)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(yàn)與齒輪測(cè)量?jī)x得出的結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)，所以本次測(cè)量結(jié)果正確。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>

70、;　　本次設(shè)計(jì)的是基于虛擬儀器技術(shù)的齒輪測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x具有齒距偏差，齒廓偏差，螺旋線偏差等參數(shù)測(cè)量的功能。相比傳統(tǒng)的齒輪測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x以LabVIEW為平臺(tái)，提高了測(cè)試精度和測(cè)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(kuò)展性和交互性。該測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)的界面簡(jiǎn)潔，操作方便，數(shù)據(jù)處理迅速，精確，具有良好的實(shí)用性。齒輪的相關(guān)參數(shù)有很多，本次設(shè)計(jì)只測(cè)了其中三項(xiàng)，具有一定局限性。而且本次測(cè)量的數(shù)據(jù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到的，并非實(shí)際測(cè)得

71、齒輪的實(shí)際數(shù)據(jù)，可能存在著一些誤差。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，由于本次設(shè)計(jì)的齒輪測(cè)量?jī)x，優(yōu)點(diǎn)很多，缺點(diǎn)也有，但其具有操作簡(jiǎn)便，界面友好，檢測(cè)精度較高，而且生產(chǎn)成本較低，在現(xiàn)今社會(huì)對(duì)齒輪測(cè)量?jī)x需求量仍然較大的環(huán)境下，基于labview的齒輪測(cè)量?jī)x自動(dòng)化程度較高，相比較而言，具有更好的市場(chǎng)潛力以及發(fā)展前景。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&

72、gt;<p>　　互換性與技術(shù)測(cè)量，楊練根，華中出版社2010</p><p>　　互換性與技術(shù)測(cè)量，李蓓智，華中出版社2011</p><p>　　精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，裘祖榮，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　測(cè)控儀器設(shè)計(jì)，浦昭邦，王寶光，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　陳錫輝，張銀鴻Labview8.20程序設(shè)計(jì)從入門到

73、精通清華大學(xué)出版社2007.7</p><p><b>　　致　謝</b></p><p>　　本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一直是在武充沛老師的耐心指導(dǎo)下進(jìn)行的。武充沛老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，武充沛老師一直敦促著我，每當(dāng)我有所懈怠時(shí)，武老師善意的提醒與鞭策讓我繼續(xù)前行，而且每當(dāng)提出新的問(wèn)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(shè)

74、計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論。 武充沛老師在齒輪設(shè)計(jì)方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)給予了很多的指導(dǎo)和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實(shí)際相結(jié)合。另外，他對(duì)待問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)也給我留下了深刻的印象。在此表示誠(chéng)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(xué)：梁云飛，程洪濤，徐軍領(lǐng)等。他們?cè)谖矣鲆?jiàn)困難時(shí)總能及時(shí)的給予幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利完成。同時(shí)，我也十