仪器的精度和可靠性是衡量仪器性能的重要指标。精度是精密仪器的关键,而可靠性是仪器完成各项功能的保证,因此仪器的精度和可靠性设计是仪器的研发过程中的非常重要的环节。齿轮传动形性测试仪是为了测量锥齿轮的传动误差、振动噪声及磨削烧伤等而设计的一套锥齿轮测量系统,要求能够检测4级精度齿轮且平均故障间隔时间不小于1500小时。本课题针对齿轮传动形性测试仪的精度和可靠性,在研发齿轮传动形性测试仪的过程中,对仪器进行误差建模、误差分配、精度分析、可靠性分配和可靠性预计,提高仪器精度和可靠性,降低仪器成本。本课题的主要研究内容包括:(1)仪器的精度设计根据仪器的机械结构,采用多体系统理论建立仪器的拓扑结构,并根据齐次坐标变换原理建立仪器的误差特征矩阵以及误差模型。在仪器误差模型的基础上,通过灵敏度分析法对仪器进行误差溯源,并建立仪器的误差分配函数,采用遗传算法完成仪器的误差分配。(2)仪器的可靠性设计建立齿轮传动形性测试仪的可靠性模型以及数学模型,采用模糊综合法对仪器进行可靠性分配,并完成仪器的可靠性预计和平均故障维修时间预计,最后对仪器的床身和整机进行ANSYS有限元仿真优化。(3)实验研究编写Simotion运动控制系统的运动控制程序;检定仪器的各项几何误差,并对仪器进行误差补偿和精度分析,验证仪器的误差分配值和整体几何精度;对试验机上进行功能试验、重复性试验以及与其他仪器的对比测量实验,验证仪器的基本功能、重复精度以及测量精度,仪器的测量精度较高达到预期目的;最后提出仪器的可靠性试验方案。