本文關(guān)鍵詞：面向大型齒輪測(cè)量中心的熱誤差補(bǔ)償與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：大型齒輪測(cè)量中心是一種基于電子展成法的高精度齒輪測(cè)量?jī)x器。由于溫度變化會(huì)使大型設(shè)備產(chǎn)生較大的熱變形,從而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。本課題為了解決溫度變化引起的熱誤差,在CNC齒輪測(cè)量中心幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響,采用熱誤差補(bǔ)償技術(shù),對(duì)熱變形導(dǎo)致的誤差進(jìn)行研究和補(bǔ)償,從而提高測(cè)量精度,為大型齒輪測(cè)量中心的設(shè)計(jì)和測(cè)量提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。本文分析了國(guó)內(nèi)外齒輪測(cè)量中心的熱誤差補(bǔ)償技術(shù)研究現(xiàn)狀;針對(duì)齒輪測(cè)量中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行熱特性分析,分析其熱源和熱變形變化規(guī)律;然后利用ANSYS對(duì)其進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合有限元仿真分析,分析其熱變形大小和變形位置的規(guī)律。為了測(cè)量溫度和熱變形,搭建了溫度和熱誤差檢測(cè)系統(tǒng),確定檢測(cè)硬件、檢測(cè)方案和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為了研究溫度變化與熱變形之間的關(guān)系,采用實(shí)驗(yàn)建模法建立熱誤差經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｊ紫壤媚：垲惖姆椒▽?duì)溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分組優(yōu)化,確定關(guān)鍵測(cè)點(diǎn);然后對(duì)齒輪測(cè)量中心采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多元線性回歸的方法建立熱誤差模型。在優(yōu)化理論的基礎(chǔ)上,將熱誤差建模過(guò)程集成到誤差補(bǔ)償軟件中,建立熱誤差建模系統(tǒng)。提出了軟件補(bǔ)償?shù)姆椒?并制定了補(bǔ)償流程。結(jié)合具體的齒輪偏差參數(shù)的坐標(biāo)計(jì)算方法,用補(bǔ)償后的坐標(biāo)計(jì)算,可以實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。為了驗(yàn)證熱誤差補(bǔ)償模型,搭建了齒輪測(cè)量中心的熱誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將熱誤差檢測(cè)系統(tǒng)方法運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中,確定了用于建模的溫度關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)。將多元線性回歸模型運(yùn)用于熱誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),對(duì)漸開(kāi)線圓柱齒輪樣板的齒廓偏差和螺旋線偏差進(jìn)行計(jì)算和補(bǔ)償。最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),補(bǔ)償后誤差明顯減小,說(shuō)明該熱誤差補(bǔ)償模型可以顯著地提高測(cè)量的精度。
【關(guān)鍵詞】：齒輪測(cè)量中心 溫度變化 熱變形 熱誤差 補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-12
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 課題研究背景和意義9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外齒輪測(cè)量中心誤差補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 齒輪測(cè)量中心幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 齒輪測(cè)量中心熱誤差補(bǔ)償技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡(jiǎn)析15-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 齒輪測(cè)量中心的熱變形誤差分析17-25
• 2.1 齒輪測(cè)量中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)17-19
• 2.1.1 齒輪測(cè)量中心機(jī)械結(jié)構(gòu)17
• 2.1.2 齒輪測(cè)量中心測(cè)量原理17-19
• 2.2 齒輪測(cè)量中心熱特性19-21
• 2.2.1 齒輪測(cè)量中心的熱源分析19-20
• 2.2.2 齒輪測(cè)量中心熱變形理論分析20-21
• 2.3 齒輪測(cè)量中心熱變形有限元仿真分析21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 齒輪測(cè)量中心溫度和熱變形檢測(cè)系統(tǒng)25-33
• 3.1 溫度檢測(cè)系統(tǒng)的建立25-28
• 3.1.1 溫度檢測(cè)系統(tǒng)硬件25-27
• 3.1.2 測(cè)點(diǎn)的選擇與布置27-28
• 3.2 熱變形檢測(cè)系統(tǒng)的建立28-31
• 3.2.1 熱變形檢測(cè)系統(tǒng)硬件28-29
• 3.2.2 熱變形檢測(cè)參數(shù)的確定29-30
• 3.2.3 熱變形檢測(cè)方案的確定30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)31-32
• 3.3.1 溫度數(shù)據(jù)采集31-32
• 3.3.2 熱變形數(shù)據(jù)采集32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 齒輪測(cè)量中心的熱誤差建模和補(bǔ)償33-48
• 4.1 測(cè)溫點(diǎn)優(yōu)化33-36
• 4.1.1 模糊聚類分析33-35
• 4.1.2 最佳測(cè)點(diǎn)組合35-36
• 4.2 熱誤差建模方法36-39
• 4.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)36-37
• 4.2.2 多元線性回歸37-39
• 4.3 優(yōu)化建模系統(tǒng)集成39-42
• 4.3.1 軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)40
• 4.3.2 功能模塊分析40-42
• 4.4 熱誤差補(bǔ)償42-47
• 4.4.1 熱誤差補(bǔ)償方法42
• 4.4.2 熱誤差補(bǔ)償原理42-43
• 4.4.3 熱誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)43-44
• 4.4.4 齒輪偏差參數(shù)的計(jì)算44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 熱誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)研究48-61
• 5.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)象48
• 5.2 溫度和熱變形檢測(cè)與分析48-53
• 5.2.1 溫度測(cè)點(diǎn)的布置48-49
• 5.2.2 熱變形的檢測(cè)49
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集49-50
• 5.2.4 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析50-53
• 5.3 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)溫點(diǎn)優(yōu)化選擇53
• 5.4 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱誤差建模53-55
• 5.4.1 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建模53-54
• 5.4.2 基于多元線性回歸分析方法建模54-55
• 5.5 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱誤差補(bǔ)償55-60
• 5.5.1 齒輪測(cè)量參數(shù)的評(píng)價(jià)55-56
• 5.5.2 補(bǔ)償結(jié)果分析56-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68

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