BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ----------o0o----------
---------------------------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ
SAI SỐ CHẾ TẠO CÁC THÔNG SỐ ĂN KHỚP
CỦA BÁNH RĂNG TRỤ TRÊN MÁY ĐO TOẠ ĐỘ 3 CHIỀU
CMM 544 MITUTOYO
CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
LỚP : CHK9
GVHD : PGS.TS. NGUYỄN ĐĂNG HOÈ
HỌC VIÊN : ĐỖ THẾ VINH
KHOA SAU ĐẠI HỌC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. Nguyễn Văn Hùng PGS.TS. Nguyễn Đăng Hoè
THAI NGUYÊN 2009
Luận văn Tốt nghiệp Cao học
Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ht tp: / / www .lr c-tnu.edu.vn
1
MỤC LỤC
Trang
Mục lục
1
Bảng các chữ viết tắt
4
Bảng các hình vẽ
5
Mở đầu
7
Chương 1 Tổng quan đo các thông số bánh răng trụ
9
I. Các khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo lường
9
1.1. Đo lường
9
1.2. Đơn vị đo - Hệ thống đơn vị đo
9
1.3. Phương pháp đo
10
1.4. Kiểm tra - phương pháp kiểm tra
12
1.5. Phương tiện đo - Phân loại phương tiện đo.
13
1.6. Các chỉ tiêu đo lường cơ bản
13
1.7 Các nguyên tắc cơ bản trong đo lường.
14
1.7.1. Nguyên tắc Abbe
14
1.7.2. Nguyên tắc chuỗi kính thước ngắn nhất
15
1.7.3. Nguyên tắc chuẩn thống nhất
16
1.7.4. Nguyên tắc kinh tế
16
II. Phương pháp đo các thông số hình học của chi tiết cơ khí
17
2.1. Phương pháp đo kích thước thẳng
17
2.1.1. Phương pháp đo hai tiếp điểm
17
2.1.2. Phương pháp đo ba tiếp điểm.
17
2.1.3. Phương pháp đo một tiếp điểm
22
III Phương pháp đo các thông số bánh răng.
24
3.1. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bên
24
3.2. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp khít.
29
3.3. Phương pháp đo sai số tích luỹ bước vòng.
32
3.3.1. Đo theo sai lệch bước góc
33
3.3.2. Đo theo sai số tích luỹ bước sau nửa vòng quay của bánh răng
34
3.3.3. Đo sai lệch bước vòng trên vòng tròn đo.
34
3.3.4. Đo sai lệch giới hạn bước pháp cơ sở
35
3.3.5. Đo sai lệch khoảng pháp tuyến chung
36
3.3.6. Đo độ đảo hướng tâm vành răng
38
Luận văn Tốt nghiệp Cao học
Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ht tp: / / www .lr c-tnu.edu.vn
2
3.3.7. Đo đường kính vòng chia
39
3.3.8. Đo sai số prôfin răng
39
Chương 2 Một số mô hình toán học áp dụng khi đo 3D
42
2.1. Cơ sở hình học của phép đo toạ độ
42
2.1.1. Hệ tọa độ Đề các vuông góc
42
2.1.2. Các phép biến đổi tạo độ
44
2.2. Thuật toán cho những yếu tố hình học cơ bản
47
2.2.1. Thuật toán xác định đường thẳng qua toạ độ 2 điểm đo
47
2.2.2 Thuật toán xác định tâm và bán kính đường tròn
48
2.2.3. Thuật toán xác định phương trình tổng quát của mặt bậc hai
50
2.2.4. Thuật toán xác định mặt phẳng qua toạ độ
51
2.2.5 Thuật toán xác định mặt cầu
57
2.3. Độ chính xác phép đo
62
2.3.1. Sai số chỉ thị
62
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh
63
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt
63
2.3.4. Sai số do lực đo
64
2.3.5. Sai số do bản thân chi tiết đo gây ra
65
2.4. Mô hình toán học và sơ đồ điều khiển động cơ Servo.
67
Chương 3 Phần mềm tính sai số bánh răng trụ dùng ngôn ngữ lập
trình JavaScript. 71
3.1. Tạo bộ số liệu cho chương trình lập trình
71
3.2. Lập trình chương trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng
thẳng bằng ngôn ngữ JavaScript 74
3.2.1. Tính sai số đường kính vòng đỉnh răng.
74
3.2.2. Sai số đường kính vòng chân răng
75
3.2.3. Sai số chiều cao răng
76
3.2.4. Sai số chiều dày răng trên vòng tròn chia lí thuyết
76
3.2.5. Sai số bước ăn khớp
78
3.2.6. Sai số bước góc
79
3.3. Giao diện chương trình
80
3.3.1 Lập giao diện chương trình
80
3.3.2. Lưu đồ thuật toán và các đoạn mã javaScript
80
3.3.3. Cách sử dụng chương trình để tính toán sai số chế tạo bánh răng
93
Luận văn Tốt nghiệp Cao học
Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ht tp: / / www .lr c-tnu.edu.vn
3
trụ răng thẳng
Chương 4 Ứng dụng chương trình đo sai số bánh răng trụ răng thẳng.
94
4.1. Quét biên dạng bánh răng
94
4.2. Tạo bộ số liệu
96
4.3. Chạy chương trình
97
4.4. Phân tích đánh giá
99
Chương 5 Kết luận
100
Phụ lục 1 Giới thiệu về máy đo CMM 544 Mitutoyo của Trung tâm thí
nghiêm trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp 101
Phụ lục 2 Các đoạn mã của chương trình
113
Phụ lục 3 Bộ số liệu toạ độ các điểm trên biên dạng bánh răng thực nghiệm
123
Tài liệu tham khảo
140
Luận văn Tốt nghiệp Cao học
Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ht tp: / / www .lr c-tnu.edu.vn
4
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CMM
Coordinate Measuring Machine
Máy đo toạ độ 3 chiều
RE
Reverse Engineering
Kỹ thuật tái tạo ngược
Co-or. Sys
Coordinate System
Hệ toạ độ
MB
MasterBall
Quả cầu chuẩn
HTML
HyperText Markup Language
Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản
CAD Computer Aided Design
Thiết kế với trợ giúp của máy
tính
CAM Computer Aided Manufacturing
Sản xuất có trợ giúp của máy
tính
CNC
Computer Numerical Control
Điều khiển số bằng máy tính
TCVN
Tiêu chuẩn Việt nam