张新宝，聂博强，黄启龙

(华中科技大学机械与工程学院，湖北 武汉 430074)

基于无衍射光的轴承孔位姿测量系统与光路分析

张新宝，聂博强，黄启龙

(华中科技大学机械与工程学院，湖北 武汉 430074)

设计出一套以无衍射光为基准的轴承孔位姿测量系统，以便对轴承孔的位姿进行测量，详细阐述了该系统的工作原理与设计方案，并通过ZEMAX软件对光路进行仿真与优化，并对其像差进行了详细分析。

合理校中； 轴承孔； 位姿检测； 像差分析

旋转轴系是轴、轴承和安装于轴上的传动体、密封件及定位组件组成的系统，其主要功能是支撑旋转零件，传递转矩和运动。特别是在一些大型船舶的推进轴系中，轴承的位置直接影响到轴的转动状态。目前推进轴系一般采用轴系合理校中来完成轴承孔系的布置，经过合理校中后的推进轴系的轴线是曲线的，基于曲线的合理校中工艺，对推进轴系中的这些位姿不同的轴承孔的加工有特定的要求，因此对各个轴承孔位姿的测量相当重要[1]。本文针对这种应用需求，提出了一套基于无衍射光的轴承孔位姿测量系统，实现对推进轴系中各个轴承孔位姿的准确测量。

1 测量原理与系统方案设计

由于该系统使用于大型船舶的轴系，所以每个轴承孔之间的距离很长，所以该测量系统在轴向方向上的测量范围需达40 m。测量范围很长，需要一个精度高、工作稳定的准直系统作为测量基准。无衍射光作为基准具有光学孔径大、光束方向稳定、采集到的图像信息量较大等优点而适用于中长距离的测量，所以采用无衍射光作为该测量系统的基准[2-3]。……