等速万向节广泛使用于轿车车轮与传动轴之间的柔性连接。球笼式等速万向节作为等速万向节的一种,其组成零件主要包括星形套、保持架、钢球和外套。外套与星形套的圆弧钢球滚道加工工艺复杂,加工一致性难以保证。精确测量外套与星形套各滚道节圆直径,再与合适直径的精密钢球配对装配,能显著提高球笼式等速万向节的装配质量。研究一种高精度自动化外套滚道节圆直径测量技术,对于满足球笼万向节大批量生产检测任务的需求,提高产品装配质量,意义重大。为了寻找快速准确测量外套滚道节圆直径的方法,本文设计了基于两点法和三点法原理的测量仪器。本文首先研究了两点法和三点法测量原理,讨论了影响节圆直径测量精度的主要环节,设计了基于两种测量原理的测量仪器机械系统与测控系统。仪器机械系统基于最优测量定位面与两种测量原理设计,包括仪器底座,测头轴向移动机构与两种测量机构。测头轴向移动机构实现测头轴向定位与复位,两种测量机构基于两种拟定的测量原理,实现测头对外套的径向定位。机械系统测量动作全部由气缸驱动。基于本文设计的机械系统,完成了节圆直径控制系统与测量系统的硬件、软件设计。使用PLC控制气缸完成测量过程。PLC与工控机之间使用I/O接口通讯,待机械部分测量动作执行完毕,PLC通知工控机使用数据采集卡采样;节圆直径测量系统使用电感测微系统获取测量信号,数据采集卡采集测量数据,工控机完成测量数据处理。工控机内置的测量系统软件基于虚拟仪器技术设计,使用LabVIEW软件开发,能控制采样过程,处理测量数据。通过软件的人机界面设置测量参数,显示测量结果。最后,使用研制的球笼万向节外套滚道节圆直径测量仪器系统,对两件RF95.16外套所有滚道进行测量验证。实验结果表明:两点法测量装置测量精度为±0 .7μm,测量效率约为15s/次,可以满足设计要求。而三点法测量装置测量精度为±5 0.3μm,不能满足设计要求。对此,本文进行了影响因素分析。