齿轮测量仪设计毕业论文.docx

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1、齿轮测量仪设计毕业论文目录前言1第一章 绪论21.1 引言21.2 概述21.3 研究的意义和目的21.4 齿轮测量仪国内外发展状况2第二章虚拟仪器技术及齿轮测量仪设计总体方案32.1虚拟仪器简介42. 2虚拟仪器的构成52.2. 1虚拟仪器的硬件52. 2. 2虚拟仪器的软件62.3虚拟仪器的特点62. 4齿轮测量仪的概述61. 4.1齿轮测量仪的基本原理和方法72. 4. 2齿距偏差的测量方法73. 4. 3 齿廓偏差的测量方法74. 4. 4螺旋线偏差的测量方法9第三章 主程序设计及流程图114.1 齿轮测量仪程序流程图113. 2程序运行条件及分析123. 3齿轮测量仪各参数测量流程图

2、121. 3.1齿距偏差测量流程图 123. 3. 2齿廓偏差测量流程图 134. 3. 3螺旋线偏差测量流程图14第四章齿轮测量仪使用说明书164. 1 齿轮测量仪主界面164.2主界面简介16第五章齿轮测量仪测试分析报告185. 1齿距偏差测试分析185. 2齿廓偏差测试分析185. 3测试的螺旋线偏差分析185. 3.1测试的螺旋线偏差数据186. 3. 2测试的螺旋线偏差处理结果195.4测试的实验数据检验191 .4.1 齿星巨偏 差检验195 . 4. 2齿廓偏差检验20结论22致谢231刖B社会在不断地发展，科技在不断地进步，机械行业也在蓬勃发展。齿轮又在机械行业中占据重要位置。

3、老式的齿轮测量仪已经不能满足现代社会的需求，尤其是现代社会追求迅速，高效率，高精度的测量行业。而虚拟仪器行业快速发展，虚拟仪器技术又可以与测量仪相结合，恰恰满足了现代社会的需求，基于Labview的齿轮测量仪也就应运而生。本次设计研究的是基于真实齿轮测量中心在虚拟仪器中的仿真，关键研究的是对齿轮的齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差的测量和数据处理，并能够动态显示测量结果及误差曲线。本文主要分为三大部分，第一部分介绍了本次设计的目的及意义、该课题国内外的发展现状以及虚拟仪器的概念、特点、组成并详细地介绍了LabVIEW开发环境；第二部分介绍了齿轮各项测量参数的基本原理和方法，并在虚拟仪器的基础上设计

4、出齿轮测量仪；第三部分介绍了齿轮测量仪内部的程序及测量结果动态显示曲线。第一章 绪论1.1 引言基于虚拟仪器的齿轮测量仪集计算机技术等先进技术于一体，实现了齿轮误差检测的自动化、标准化、智能化，能够方便地集成各种现代信号处理技术，提高检测的可靠性。齿轮测量仪可测量渐开线圆柱齿轮的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距偏差。1.2 概述齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T10095-2001 （等同于ISO1328： 1996）的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差，对产品齿轮进行迅速、高效、准确的测量。因为市场（如机械制造行业）对齿轮测量不断提出新的更高要求，所以齿轮测

5、量精度项目也应不断有所发展，齿轮测量仪器也应有所创新，使测量功能不断增强，以满足新的市场需求。1.3 研究的意义和目的本次设计研究的是基于真实齿轮测量中心在虚拟仪器中的仿真，关键研究的是对齿轮的齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差的测量和数据处理，并能够动态显示测量结果及误差曲线。随着我国测量仪器行业不断的发展，在许多重大科技领域中取得了创造性进展，不断迅速的发展，使我国的测量仪器仪器的可靠性和稳定性有了长足的进步。尤其最近几年，我国本土仪器取得了很大的进步，特别是在齿轮测量仪器和轴承的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小。数字化和虚拟技术的发展，为我国的测试测量仪器行业带来了新的发展机会。1

6、.4 齿轮测量仪国内外发展状况为了正确测量和检测产品质量，齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T1 （）095-2001 （等同于ISO 1328： 1997）的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差，对产品齿轮进行准确，迅速，可靠的测量。因为市场（如制造行业）对齿轮测量精度要求更高，所以齿轮测量精度项目也应不断有所 发 展， 齿 轮 测 量 仪 器 也 应有所创新，不断发展以适应市场需求。齿轮测量仪器通常由计算机主机、三维坐标系或位移传感器、测动系统、测量系统电气装置与接口，以及计算机等主要部分组成。随着齿轮零部件生产专业化、标准化、模块化，尤其是近年来虚拟仪

7、器技术、计算机网络技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的发展，推动了齿轮测量仪器的研制与开发。1.5 本次研究的主要任务通过调查研究，查阅渐开线圆柱齿轮精度标准和相关资料，设计基于LabVIEW的能够实现对渐开线圆柱齿轮齿距偏差、齿廓偏差和径向综合偏差的测量和数据处理，并能够动态显示测量结果及误差曲线。输出报告单信息全面，结果正确。完成仪器的界面设计，要求界面友好，操作方便。1.6 本章小结本章介绍了齿轮的作用及齿轮测量仪国内外的发展状况，并介绍了本次设计的齿轮测量仪能够实现的功能。第二章虚拟仪器技术及齿轮测量仪设计总体方案2.1虚拟仪器简介虚拟技术、计算机通信技术与网络技术被称为21世纪科

8、学技术中的三大核心技术。虚拟仪器(Virtual Instrument)在各项工程的不同领域和精密仪器行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形编程语言。虚拟仪器图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。人们以前测量齿轮需要拿着测量仪器对其进行一项一项的测，非常的不方便。虚拟仪器技术的出现将改变人们以前的工作方式，我们可以通过计算机软件来进行模拟仿真就可以测量出齿轮的各项参数，十分的快捷方便。虚拟仪器技术是计算机技术和仪器技术深层次结合的产物，是一种全新的仪器形式。它的出现使仪器与计算机之间的

9、界限开始消失，是仪器发展史上的一场革命。虚拟仪器是建立于计算机的仪器。现如今虚拟仪器组成方式分为两大类，其中一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式虚拟仪器通过应用程序将计算机和功能模块硬件结合起来，用户通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像是在操作一台自己设计的测试仪器一样，从而完成测试任务。虚拟仪器的实质是利用计算机显示模拟传统仪器的控制面板，以多种形式输出检测

10、结果；利用计算机强大的软件功能实现数据运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的“虚拟”包括以下两个方面的含义：(1)虚拟仪器面板是虚拟的。虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统面板上的各种器件所完成的功能是相同的，并由各种开关、按钮、显示器等实现仪器的功能操作。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”、“触摸”来进行操作的。而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的“图标”，用户只需选用代表某种软件程序的图形“控件”即可，由计算机的鼠标“键击”来对其进行操作。因此，设计虚拟面板的过程就是在“前面板”设计窗口中从控制模板选

11、取、摆放所需的图形“控件”。尤其是LabVIEW图形化编程语言可在短时间内轻松完成一个美观而又实用的“虚拟仪器前面板”的设计，整个设计过程轻松而有趣。（2）虚拟仪器测量功能由软件编程实现。在以计算机为核心的硬件平台支持下，通过软件编程设计来实现仪器的功能，可以通过不同的测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能。虚拟仪器概念的出现，打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的工作模式，使得用户可以根据自己的需求，充分利用计算机技术，用软件代替硬件设计自己的仪器系统，”软件就是仪器”是虚拟仪器概念最简单最本质的含义。LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。目前，虚拟仪器在发达

12、国家已十分普及。在国内也有部分院校的实验室引入了虚拟仪器系统。2. 2虚拟仪器的构成虚拟仪器技术由结构化的数据流程图和交互式面板组成。任何测量系统都可分为数据采集、数据分析和处理、数据显示和输出三大模块，将这些模块分别用不同的硬件和软件实现，就可以构成不同的虚拟仪器系统。虚拟仪器系统包括硬件和软件两要素。硬件部分的功能是获取真实世界中的被测信号；软件部分的作用是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，软件通常用专用的虚拟仪器开发语言编写。所以，虚拟仪器系统可以用一个简单的公式来表达：虚拟仪器系统二计算机及其附件+开发虚拟仪器的软件+必要的硬件。2.2.1 虚拟仪器的硬件通常虚拟仪器测试系统的硬件

13、包括传感器、信号调理、信号采集等I/O接口设备和通用计算机。计算机一般是PC机或工作站，是硬件平台的核心，是虚拟仪器系统的心脏和动力；传感器是测试系统获取信息的基础；I/O接口设备完成被测信号的采集、放大、A/D、D/A转换等。虚拟仪器的形式取决于实际的物理系统和构成仪器的I/O接口的硬件类型，但都离不开计算机控制。2.2.2虚拟仪器的软件虚拟仪器系统的软件结构包含以下三部分：应用程序开发环境、仪器驱动程序、输入输出(I/O)接口软件。(1) I/O接口软件：存在于硬件和驱动程序之间，是最接近硬件的软件层，完成对硬件内部寄存器单元进行直接存取数据操作，为硬件和驱动程序提供信息传递的低层软件层，

14、是实现开放统一的虚拟仪器系统的基础。(2)驱动程序层：是系统应用程序实现仪器控制的桥梁，一般以动态链接库或静态库形式供应用程序调用。驱动程序的实质是为用户提供一个用于仪器操作的较为抽象的操作函数集。对于应用程序来说，它对仪器的操作是通过仪器驱动程序来实现的。(3)应用程序开发环境：是完成测试系统数据的分析、计算、存储、显示、输出等任务，是虚拟仪器的核心和完成任务的关键。应用程序开发环境是用于编写应用程序的编程工具，可由开发人员的喜好和测试需求进行选择。2.3虚拟仪器的特点虚拟仪器是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种全新的仪器设计概念，它与传统仪器相比显示出了众多的优点：虚拟仪器将信号分

15、析,处理，显示都通过计算机处理，充分发挥计算机的能力，使组建系统更加灵活简洁，可以创造出功能更强的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器的主要特点有：尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。2. 4齿轮测量仪的概述齿轮测量仪是对齿轮各项参数进行检测与测量的仪器，由于齿轮在安装和生产当中存在着误差，需要仪器对其进行检测，以保证误差在允许范围内。2.4.1齿轮测量仪的基本原理和方法齿轮测量归结为以下几个方法：几何长度测量法，轮廓测量法，粗糙度测量法，传动噪音测量法及齿轮整体误差测量法。齿轮测量的基本原理是根据齿轮的误差来源来利用仪器对其误差进行测量。2. 4. 2齿距