齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)

29頁 11000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+6張CAD圖紙【詳情如下】

絲杠組件.dwg

任務(wù)書.doc

外文文獻(xiàn)翻譯--齒輪的特點(diǎn)和作用.doc

工作臺(tái)零件.dwg

箱體.dwg

縱向進(jìn)給.dwg

零件立柱.dwg

齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)裝配圖.dwg

齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)論文.doc

齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)

目 錄

摘要 1

Abstract II

第1章  緒論 3

1.1  課題分析 3

第2章 數(shù)字樣機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 4

2.1 檢測裝置總體方案設(shè)計(jì) 6

2.1.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 9

2.1.2伺服系統(tǒng)的選擇 5

2.1.5設(shè)計(jì)方案的可行性分析 7

第3章  機(jī)械部分設(shè)計(jì) 8

3.1  步進(jìn)電機(jī)的選用 8

3.1.1  步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算 8

3.1.2步進(jìn)電機(jī)的選用 8

3.2  滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與尺寸確定 9

3.2.1 滾珠導(dǎo)軌的選擇 10

3.2.2.滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊 11

3.2.3.額定壽命的計(jì)算 11

3.2.4.載荷計(jì)算 12

3.2.5.滾動(dòng)體確定 137

3.2.6 許用負(fù)荷驗(yàn)算 18

3.2.7.滾動(dòng)導(dǎo)軌的材料和熱處理 19

3.3   滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)與尺寸確定 14

3.3.1滾珠絲杠螺母副的選用 15

3.3.2滾珠絲杠螺母副的計(jì)算 16

3.3.3 滾珠絲杠螺母副的驗(yàn)算 19

3.4變速機(jī)構(gòu)中齒輪的設(shè)計(jì) 21

3.4.1 齒輪參數(shù)計(jì)算 21

結(jié)論 26

致謝 27

參考文獻(xiàn) 28

摘要

在工業(yè)化發(fā)展的今天，各種機(jī)械產(chǎn)品層出不窮，精度要求不斷提高。齒輪傳動(dòng)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要組成部分，其精度高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，提高齒輪傳動(dòng)精度成為了提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種方法。齒輪傳動(dòng)精度的高低主要受裝配精度、齒輪制造精度兩方面的影響

齒輪制造精度是由加工刀具來保證。而齒輪是加工齒輪的重要刀具，尤其是齒輪在加工各種齒輪的過程中得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對(duì)齒輪精度的分析檢測是非常有必要的。

關(guān)鍵詞    齒輪內(nèi)部缺陷  檢查儀  齒輪

Abstract

In industrialized development today, endless variety of mechanical products, the accuracy improved. Gear drive as a major component of its accuracy will directly affect the quality of products. Therefore, improving the precision gear drive into improving the quality of products of a rational design. Precision Gear mainly by the level of two aspects : the assembly of precision, 

the gear manufacturing precision. 

Gear manufacturing precision machining tool is to be guaranteed. And Hob processing gear is an important tool, Archimedes is particularly Hob in the processing of various gear the process to be widely used. Therefore, Archimedes Hob accuracy of detection is very necessary. 

Keywords   profile error  Tester  Gear  

第1章  緒論

隨著國內(nèi)工業(yè)化的飛速發(fā)展，如汽車制造業(yè)，航空航天工業(yè)、造船業(yè)、機(jī)械裝備制造業(yè)以及IT行業(yè)等的飛速發(fā)展，對(duì)各種工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，特別是各行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。而衡量這些生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量的好壞最重要的一點(diǎn)就是其性能。性能的好壞主要又是由構(gòu)成設(shè)備的零部件精度決定的。所以，對(duì)零部件精度的掌握在一定程度上就體現(xiàn)出了公司對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把握，決定了公司的效益。

齒輪作為機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能有很重要的影響。所以，各大齒輪制造商在擴(kuò)大齒輪產(chǎn)量、增加齒輪品種的同時(shí)，更加注重提高齒輪質(zhì)量。

影響齒輪質(zhì)量的因數(shù)很多，最直接的因數(shù)就是齒輪的加工刀具。齒輪是加工齒輪的重要刀具，尤其是齒輪在加工各種齒輪的過程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，研究齒輪測量技術(shù)和研制相應(yīng)的檢測儀器是非常必要的。

在早期的生產(chǎn)中，檢測齒輪加工刀具是否達(dá)到自己所希望的精度，通常用的是手動(dòng)測量裝置。不僅檢測精度很難保證，而且工作效率低，越來越難滿足人們生產(chǎn)需要。隨著機(jī)械工業(yè)和電子信息技術(shù)的發(fā)展與融合，我們把傳感器、脈沖電機(jī)等電子設(shè)備與機(jī)械機(jī)構(gòu)相結(jié)合得到了檢測更精確，工作效率更高的齒輪加工刀具誤差測量儀。

本設(shè)計(jì)主要是對(duì)零齒輪的齒輪內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測。由于在設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的機(jī)械電子技術(shù)，提高了設(shè)備檢測精度與生產(chǎn)效率。所以，我們相信本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品一定會(huì)比早期的產(chǎn)品更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

1.1  課題分析

（1） 系統(tǒng)功能

實(shí)現(xiàn)一定尺寸范圍內(nèi)齒輪金屬零件自動(dòng)超聲檢測的功能，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各種型號(hào)小汽車變速箱齒輪的內(nèi)部缺陷檢測。它可以發(fā)現(xiàn)齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動(dòng)判別是否報(bào)廢或返修，并予以顯示。除了裝、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成。

（2）被測工件：外徑>ф1000mm

（3）檢測要求的運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)參數(shù)：

1）運(yùn)動(dòng)方式：工件旋轉(zhuǎn)，探頭沿工件的徑向和軸向進(jìn)給掃描；

2）工件轉(zhuǎn)速范圍為：5～60r/min；

3）進(jìn)給速度：1~20mm/r(這里的每轉(zhuǎn)是指工件旋轉(zhuǎn)一周的進(jìn)給量)。

（4）探頭可以定量手工調(diào)節(jié)入射角度，調(diào)節(jié)范圍為±100。

第2章  總體方案設(shè)計(jì)

2.1  檢測裝置總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：

? 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定。

? 伺服系統(tǒng)的選擇。

? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)得結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定。

2.1.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定

數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位直線系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制系統(tǒng)是指被控制件由一點(diǎn)到另一點(diǎn)快速準(zhǔn)確定位，卻不能在兩點(diǎn)之間工作的系統(tǒng)；點(diǎn)位直線系統(tǒng)是指被控制件沿平面內(nèi)平行于導(dǎo)軌作直線工作的系統(tǒng)；連續(xù)控制系統(tǒng)是指被控制件沿平面內(nèi)任何曲線都能工作的系統(tǒng)。點(diǎn)位控制系統(tǒng)造價(jià)低廉，適用于兩點(diǎn)之間快速點(diǎn)位的系統(tǒng)；連續(xù)控制系統(tǒng)造價(jià)高，適用于連續(xù)工作的系統(tǒng)；點(diǎn)位直線系統(tǒng)造價(jià)介于前兩者之間，適用于簡單直線運(yùn)動(dòng)。

由于齒輪齒形是直線，檢測齒輪內(nèi)部缺陷只需沿直線運(yùn)動(dòng)，所以選擇點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)。

2.1.2伺服系統(tǒng)的選擇

開環(huán)伺服系統(tǒng)在負(fù)荷不大時(shí)多采用功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī)，開環(huán)控制系統(tǒng)由于沒有檢測反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差，但開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整維修容易、在速度和精度要求不太高的場合得到廣泛應(yīng)用。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有在設(shè)備移動(dòng)部件上得檢測反饋元件來檢測實(shí)際位移量，能補(bǔ)償系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差。因而伺服控制精度高，閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高、結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復(fù)雜，多用于精度要求高的場合。

此儀器屬于測量儀器，其分辨率為0.005mm，所測齒輪加工的齒輪精度：8級(jí)，所以采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)

2.1.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定

為保證數(shù)控系統(tǒng)得傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性。在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝配時(shí)，通常采用低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜的阻尼比要求的傳動(dòng)方式?？紤]以上幾點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用以下措施：

1、盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。如采用滾珠絲杠螺母副，滾動(dòng)導(dǎo)軌等。

致謝

本文主要闡述了齒輪檢測裝置設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)使我對(duì)齒輪加工過程產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時(shí)，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于設(shè)計(jì)帶來的一系列機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒有導(dǎo)師的指引和贈(zèng)予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的指導(dǎo)老師張文生老師，對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。

再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！

參考文獻(xiàn)

1   孫桓，陳作模.機(jī)械原理.第六版.高等教育出版社.2001

2   李柱，徐振高、蔣向前.互換性與測量技術(shù).高等教育出版社.2004

3   濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.高等教育出版社.2001

4   西安交通大學(xué)，樂兌謙.金屬切削刀具.第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.2004

5   杜君文.機(jī)械制造技術(shù)裝備及設(shè)計(jì).天津大學(xué)出版社.2004

6   張萍.齒輪齒形檢測技術(shù)探析.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2005，4

7   張樹森，王成俊,隋新，方森松.齒輪重磨齒輪內(nèi)部缺陷的研究.阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).1994，7

8   傅耀先.滾齒時(shí)必然產(chǎn)生的幾種誤差.工具技術(shù).2000，第29卷：6-10

9   趙仲生,趙一丁,林其駿,方素平.齒輪測量機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā).機(jī)械科學(xué)與技術(shù).1995年第1期

10  金光哲.3203型齒形齒向測量儀.測量與設(shè)備.2002，第11卷：32-33

11  王建華.齒側(cè)面整體誤差及測量.西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).1995，3

12  任鳳國,楊春生.齒輪齒形檢測方法分析.煤礦機(jī)械.2001年第10期

13  盧春霞.偏心齒輪齒輪內(nèi)部缺陷的測量.西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).1999，第19卷：71-74

14  經(jīng)挺度.汽車工業(yè)中齒輪精度的檢測及其測量儀器.工具技術(shù).2003，第28卷：29-32

15  楊新建.航空發(fā)動(dòng)機(jī)漸開線圓柱齒輪工藝設(shè)計(jì).西北工業(yè)大學(xué)碩士論文.2000，27-44

16  劉成雁.圓柱齒輪加工誤差分析及改進(jìn)途徑.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理.2004，第5期：29-30

17  吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機(jī)床.第三版.上?？萍汲霭嫔?2000，1

18  鄧星鐘.電機(jī)傳動(dòng)控制.第三版.華中科技大學(xué)出版社.2000，6

19  機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).新版.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.10

20  實(shí)用機(jī)床手冊(cè).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.1999：1頁-1262頁

21  史恩秀，田曉虹，李永堂.漸開線圓柱齒輪齒輪內(nèi)部缺陷的測量與計(jì)算.太原重型機(jī)械學(xué)院院報(bào).2000，3

22  楊 昆.用CNC齒輪測量中心實(shí)現(xiàn)誤差項(xiàng)目的連續(xù)測量.西安工業(yè)學(xué)院報(bào).

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測 裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 : 系 主 任： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)一定尺寸范圍內(nèi)齒輪金屬零件自動(dòng)超聲檢測的功能，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各種型號(hào)小汽車變速箱齒輪的內(nèi)部缺陷檢測。它可以發(fā)現(xiàn)齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動(dòng)判別是否報(bào)廢或返修，并予以顯示。除了裝、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成。長期以來我國生產(chǎn)高性能齒輪鋼材都需從國外進(jìn)口。為降低齒輪生產(chǎn)的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，可以用國產(chǎn)鋼材替代進(jìn)口鋼材，但國產(chǎn)鋼材與進(jìn)口鋼材相比質(zhì)量比較低，所生產(chǎn)的齒輪內(nèi)部易出現(xiàn)裂紋、夾雜、氣孔等缺陷，嚴(yán)重影響齒輪質(zhì)量。為保證國產(chǎn)鋼材齒輪的質(zhì)量，適應(yīng)大量多品種齒輪內(nèi)部缺陷無損檢測的需要，本文將研究齒輪內(nèi)部缺 陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)。 1 引言 隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展。盡快成為齒輪的全球制造與供應(yīng)基地，是我國齒輪制造業(yè)的總體發(fā)展戰(zhàn)略，并已經(jīng)成為我國眾多齒輪制造商的共識(shí)。航空航天工業(yè)的崛起、造船業(yè)的興盛、機(jī)械裝備制造業(yè)的復(fù)蘇以及 業(yè)的快速發(fā)展，都對(duì)齒輪制造業(yè)提出了更高的要求，也提供了前所未有的機(jī)遇。無論是國有企業(yè)、股份公司還是民營企業(yè)，齒輪制造商在擴(kuò)大齒輪產(chǎn)量、品種的同時(shí)，更加注重提高齒輪制造質(zhì)量。為此，最近幾年來在引進(jìn)技術(shù)、購置設(shè)備、更新工藝、加強(qiáng)信息化管理 等技術(shù)改造和技術(shù)升級(jí)方面進(jìn)行了大量的投入；強(qiáng)化并提高齒輪制造全過程的測量與監(jiān)控技術(shù)水平獲得了空前的重視，并成為確保齒輪質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵 [1]。 2 研究意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀 國外超聲檢測正向著自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。我國的無損檢測技術(shù)是從無到有，從低級(jí)逐漸發(fā)展到應(yīng)用普及的現(xiàn)階段水平。超聲波檢測儀器的研制生產(chǎn)，大致也按此規(guī)律發(fā)展變化。齒輪是工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、電子、兵器等行業(yè)的各類儀器儀表以及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要部件 [2]。長期以來我國目前，我國 齒輪行業(yè)測試儀器和設(shè)備十分缺少，有不少齒 輪生產(chǎn)企業(yè)竟然沒有一臺(tái)齒輪量儀；有些國有大中型企業(yè)所使用的齒輪量儀，還是國外六七十年代的產(chǎn)品，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了技術(shù)發(fā)展的要求。造成這種現(xiàn)象的主要原因是： a. 前幾年齒輪制造業(yè)的發(fā)展以量為主，對(duì)質(zhì)的要求尚不迫切，但今后，能否保證齒輪產(chǎn)品的質(zhì)量，是否擁有與產(chǎn)品等級(jí)相適應(yīng)的齒輪量儀，將成為企業(yè)能否生存的關(guān)鍵； 術(shù)交流偏少是造成我國齒輪生產(chǎn)企業(yè)儀器裝備落后的另外一個(gè)原因 [2]。許多齒輪生產(chǎn)企業(yè)對(duì)國內(nèi)齒輪量儀的發(fā)展了解不夠，對(duì)齒輪量儀的性能了解不夠，制約著齒輪量儀進(jìn)入齒輪生產(chǎn)企業(yè)。事實(shí)上，這幾年在齒輪 制造業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，我國齒輪量儀制造水平也經(jīng)歷了跨越式發(fā)展，特別是 2000 年以來，以 3903 系列為代表的齒輪測量中心投放市場，標(biāo)志著我國齒輪量儀的制造水平達(dá)到了當(dāng)今國際先進(jìn)水平，齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)迫切需要，基本上可以滿足齒輪行業(yè)對(duì)測量儀器的需求。 1923 年，德國 司在世界上首次研究成功一種被稱為“ 儀器，實(shí)際上是機(jī)械展成式萬能漸開線檢查儀。 1965 年，英國的 士研制成功光柵式單嚙儀，標(biāo)志著高精度測量齒輪動(dòng)態(tài)性能 成為可能 [3]。 1970 年，美國 司在芝加哥博覽會(huì)展出 志著數(shù)控齒輪測量中心開始投入使用，這是齒輪測量技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 70 年代以前，機(jī)械展成式測量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，并在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)受了考驗(yàn)。經(jīng)過 30 多年的完善和推廣，齒輪整體誤差測量方法在我國已發(fā)展成為傳統(tǒng) 元件 的運(yùn)動(dòng)幾何測量法，其基本思想是將被測對(duì)象作 為一個(gè)剛性的功能元件或傳動(dòng)元件與另一標(biāo)準(zhǔn)元件作嚙合運(yùn)動(dòng)，通過測量嚙合運(yùn)動(dòng)誤差來反求被測量的誤差。最近幾年一些新的齒輪測量儀器也在不斷的涌現(xiàn)，在新的齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)中，齒輪精度的檢測項(xiàng)目有齒距偏差、齒廓偏差、螺旋線偏差、切向綜合偏差、徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)等項(xiàng)目 [4]。 3 齒輪齒形測量的方法與誤差分析 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) J 定，齒形誤差的定義是：在端截面上，齒形工作部分內(nèi)（齒頂?shù)估獠糠殖猓┌輰?shí)際齒形的兩條最近的設(shè)計(jì)齒形間的法向距離 [5]. 形誤差測量 方法 [6] a. 坐標(biāo)法 將被測齒形上若干點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與相應(yīng)的計(jì)算坐標(biāo)進(jìn)行比較從而計(jì)算出齒 形誤差的方法稱為齒形誤差坐標(biāo)測量法 [7]。 b. 標(biāo)準(zhǔn)軌跡法 將被測齒形與儀器復(fù)現(xiàn)的理論漸開線軌跡進(jìn)行比較從而求出齒形誤差的方法稱為齒形誤差的標(biāo)準(zhǔn)軌跡測量法。 c. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 這種方法是使被測齒形與標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形曲線直接進(jìn)行比較，從而測出齒形誤差 [8]。 4 數(shù)字樣機(jī) 數(shù)字化樣機(jī)（ 一個(gè)完整的基于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)品研制的集中信息載體 , 是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或概念描述產(chǎn)生的在功能、行為以及感官 (視 覺、聽覺、觸覺等 ) 特性方面與實(shí)際產(chǎn)品盡可能相似的可仿真數(shù)字模型，并對(duì)該模型進(jìn)行評(píng)估和測試，從而獲取關(guān)于候選的物理模型設(shè)計(jì)方案的特性 [9]。 數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法改為預(yù)測方法 , 具有無法比擬的優(yōu)點(diǎn) : 1. 提供了一個(gè)全新的產(chǎn)品研發(fā)模式 [10]。數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)以在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造數(shù)字化 產(chǎn)品為目標(biāo)驅(qū)動(dòng) , 使得產(chǎn)品模型易于修改 ; 通過可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) , 可以直觀、方便、迅速地分析、比較多種設(shè)計(jì)方案 , 確定影響性能的敏感參數(shù) ; 模擬各種真實(shí)工況下數(shù)字化樣機(jī)的性能如不滿足要求即可進(jìn)行修改 , 修 改過程即數(shù)字產(chǎn)品模型再“制造 ”、再快速模擬分析過程 , 如此循環(huán)直至得到滿足設(shè)計(jì)要求的數(shù)字化產(chǎn)品模型 [11]。 2. 更低的研發(fā)成本、更短的研發(fā)周期、更高的產(chǎn)品質(zhì)量。不同于基于串行工程的傳統(tǒng)物理樣機(jī)技術(shù) , 基于并行工程的數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可同時(shí)由不同學(xué)科的設(shè)計(jì)人員分工設(shè)計(jì)產(chǎn)品的不同部分 ; 在產(chǎn)品的初步方案確定后同時(shí)進(jìn)行性能分析 , 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真、有限元分析、數(shù)控仿真等工作 , 并根據(jù)各自的仿真分析結(jié)果提出改進(jìn)措施。而且通過數(shù)字化樣機(jī)可以完成無數(shù)物理樣機(jī)無法進(jìn)行 (由于成本和時(shí)間不允許 ) 的虛擬試驗(yàn) , 從而無需制造物理樣機(jī)就可獲得產(chǎn)品級(jí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。不僅縮短了開發(fā)周期 , 而且提高了設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量和一次開發(fā)的成功率 [12][13]。 5 原理方案設(shè)計(jì) 案設(shè)計(jì)一： 圖 1 設(shè)計(jì)方案一 圖 1所以工作原理：計(jì)算機(jī)通過計(jì)算測量者輸入的數(shù)據(jù)得到一系列運(yùn)動(dòng)信息，傳遞給數(shù)控裝置發(fā)出 運(yùn)動(dòng)的指令脈沖，再經(jīng)過傳動(dòng)導(dǎo)向裝置使測頭工作臺(tái)與被測齒輪合成理論的漸開線運(yùn)動(dòng)，測頭檢測到的信息即為誤差信息，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)把采集到的數(shù)據(jù)送給計(jì)算機(jī)，經(jīng)過運(yùn)算得出誤差結(jié)果。 實(shí)現(xiàn)一定尺寸范圍內(nèi)齒輪金屬零件自動(dòng)超聲檢測的功能，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各種型號(hào)小汽車變速箱齒輪的內(nèi)部缺陷檢測。它可以發(fā)現(xiàn)齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動(dòng)判別是否報(bào)廢或返修，并予以顯示。除了裝、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成 [14]。 案設(shè)計(jì)二： 被測齒輪 計(jì)算機(jī) 數(shù)控驅(qū)動(dòng)裝置 傳動(dòng)、導(dǎo)向裝置 測量裝置 結(jié)果輸出 圖 2 設(shè)計(jì)方案 二 圖 2 所以工作原理根據(jù)檢測原理及技術(shù)要求，研究開發(fā)的超聲波自動(dòng)檢測系統(tǒng)由五個(gè)部分構(gòu)成： 1）機(jī)械掃描及控制子系統(tǒng) (由數(shù)控機(jī)床等組成 )； 2）超聲檢測信號(hào)處理及自動(dòng)判讀子系統(tǒng)； 3）超聲檢測子系統(tǒng) 4）操作子系統(tǒng) 5）系統(tǒng)校準(zhǔn)試件 [15] 參 考 文 獻(xiàn) [1] 魏華亮 計(jì)量技術(shù)， 2004，（ 10）： 33～ 34 [2] of (0): 235～ 255 [3] 莊葆華 李真 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 4] 謝竹銘 北京：中國計(jì)量出版社 5] of 4(6): 39～ 41 [6] 范會(huì)敏，李晉惠 北京：科學(xué)出版 社 [7] 戶手冊(cè) 遠(yuǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)公司 8] 列光柵細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)采集卡用戶手冊(cè) 北京：北京中科恒業(yè)中自技術(shù)有限公司 9] 鄭阿奇 ++實(shí)用教程 京：電子工業(yè)出版社 [10] 王超龍，陳志華 ++入門與提高 人民郵電出版社， 2007， 7 [11] 潘新民，王燕芳 北京：高等教育出版社， 12] 譚浩強(qiáng) 序設(shè)計(jì) 華大學(xué)出版社 13] 許元昌主編 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2005 [14] 張君安，劉波 西安 :西安工業(yè)大學(xué)， 2002， 7 [15] 楊黎明 北京：國防工業(yè)出版社， 1997， 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本課題主要針 齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì) 展開， 檢測齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動(dòng)判別是否報(bào)廢或返修，并予以顯示。除了裝、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成。 課題主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)要求： （ 1） 系統(tǒng)功能 實(shí)現(xiàn)一定尺寸范圍內(nèi)齒輪金屬零件自動(dòng)超聲檢測的功能，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各種型號(hào)小汽車變速箱齒輪的內(nèi)部缺陷檢測。它可以發(fā)現(xiàn)齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動(dòng)判別是否報(bào)廢或返修，并予以顯示。除了裝 、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成。 （ 2）被測工件：外徑 >ф 1000 3）檢測要求的運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 1）運(yùn)動(dòng)方式：工件旋轉(zhuǎn)，探頭沿工件的徑向和軸向進(jìn)給掃描； 2）工件轉(zhuǎn)速范圍為： 5～ 60r/ 3）進(jìn)給速度： 1~20mm/r(這里的每轉(zhuǎn)是指工件旋轉(zhuǎn)一周的進(jìn)給量 )。 （ 4）探頭可以定量手工調(diào)節(jié)入射角度，調(diào)節(jié)范圍為± 100。 課題要解決的問題 （ 1） 齒輪齒形測量的方法與誤差分析 1） 齒形誤差的定義 2） 齒形誤差測量方法 3） 齒形測量范圍的確定 4） 齒形誤差評(píng)定與分析 （ 2） 齒輪齒向測量的方法與誤差分析 1） 齒 向誤差的定義 2） 齒向誤差測量方法 3） 齒向誤差評(píng)定與分析 （ 3） 數(shù) 字樣機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 采用的研究手段 通過對(duì)參考文獻(xiàn)的閱讀和學(xué)習(xí)，針對(duì)任務(wù)書要求，對(duì)涉及內(nèi)容做了一些初步地了解，分為以下幾個(gè)步驟進(jìn)行 : (1) 首先查閱相關(guān)文獻(xiàn)了解國內(nèi)外現(xiàn)狀。 (2) 搞清楚原理， 制定總體方案 。 (3) 設(shè)計(jì) 齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī) 。 (4) 通過自己的設(shè)計(jì)體會(huì)，結(jié)合已有的參考文獻(xiàn)， 齒輪內(nèi)部缺陷自動(dòng)檢測裝置數(shù)字樣機(jī) 進(jìn)行歸納總結(jié)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見 ： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語： 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日