【摘要】： 平面二次包络环面蜗杆是机械传动领域的重要形式,具有传动比范围大、多齿啮合、瞬时双线接触、易形成润滑油膜、承载能力强等优点。因此广泛应用于冶金工业、兵器工业等众多行业。 由于平面二次包络环面蜗杆的齿面是空间复杂曲面,其齿形、齿厚的测量比较困难。目前仍然依靠经验判别或装配式测量方式来检测其制造误差,传统的测量方法具有针对性差、测量效率低、准确度低等缺陷,因此针对蜗杆误差的检测问题一直未能解决。 本文对国内外齿轮测量技术及非接触式检测技术的发展与现状进行了研究,同时分析了平面二次包络环面蜗杆误差检测的现状。结合图像处理技术、CCD技术、DSP等技术,提出了基于面阵CCD的蜗杆误差非接触式检测方法。 文中简要分析了平面二次包络环面蜗杆的成形原理,并在此基础上推导出了平面二次包络环面蜗杆的齿面方程,继而确定了理论接触线的离散模型,并对数学模型进行了仿真研究。简要介绍了平面二次包络环面蜗杆主要误差评定项目。 文中介绍了图像处理的基本知识及图像处理技术,如图像平滑、二值化、边缘检测、最小二乘法等算法。针对蜗杆图像的特点及成像系统特征,通过实验比较选择了适合本系统的图像处理算法。并对蜗杆接触线二维图像的坐标变换问题进行了研究,提出了坐标变换算法;针对蜗杆不同的误差评定要求,设计了不同的误差评定算法。 根据蜗杆的加工成形原理,对检测系统的总体方案进行了设计,阐述了系统的基本工作原理。并设计了图像采集系统、光学系统、ARM显示平台、机械结构等关键部分。同时设计了CPLD驱动电路、视频解码芯片电路等电路。在理论研究的基础上,设计了检测系统软件,包括基于VHDL的CPLD驱动时序、DSP程序以及蜗杆误差检测专用软件。 利用现有的实验条件,{zh1}对蜗杆的误差检测进行了实验研究,获得了被测蜗杆的实测数据,实验结果验证了检测系统的可行性和正确性。 本文开发的基于CCD的非接触式检测系统为平面二次包络环面蜗杆的误差检测开辟了一个新的方向,具有一定的应用价值。

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