可展直纹面面齿轮传动的承载接触分析

为了研究可展直纹面面齿轮的承载接触特性,从而说明其与传统齿面的差异,建立了正交直齿面齿轮的可展直纹面表达式,因其相对传统齿面的偏差为微观量,为满足局部共轭条件,对该直纹面进行了双向修形,并令其与标准渐开线圆柱齿轮啮合;基于齿面接触分析和有限元承载接触分析,对比研究了两种传动比的修形直纹面和传统齿面的主曲率、几何(空载)接触特性、承载接触特性,结果表明:传动比较大时该直纹面与传统齿面具有几乎相同的几何特征与承载特性,传动比较小时边缘接触使得接触和弯曲应力大幅增加。因此,传动比较大时可展直纹面可替代传统齿面,提高其可加工性;将所提有限元法获得的传统齿面结果与文献实验结果进行了对比,结果表明:齿面接触应力、面齿轮齿根弯曲应力、圆柱齿轮齿根弯曲应力误差率分别为2.17%、12.33%、3.97%,满足计算精度要求,证明了所提计算方法的可靠性。

回转曲面直纹面槽建模技术研究

针对回转曲面直纹面槽类零件的造型问题,本文提出了一种基于计算几何的模型建立方法。首先,通过理论点拟合平面NURBS曲线,再缠绕平面曲线于柱面上获得直纹面准线,然后通过直纹面槽导动杆角度获得目标直纹面,最后通过求取直纹面等距面和垂直直纹面得到回转曲面直纹面槽。文中对直纹面准线、等距直纹面、垂直直纹面的生成方法进行了研究。实例证明该方法可行有效。

二次直纹面的判定定理

借助二次型及矩阵特征值理论,研究二次直纹面的解析条件,分别给出二次锥面、二次柱面及单叶双曲面和双曲抛物面的判定定理。基于特征值的方法不仅简化了有关文献中二次直纹面的判定方法,而且能够通过坐标变换公式得到二次直纹面有关顶点、中心和方向等几何特征。

回转曲面直纹面槽数控加工技术研究

针对回转曲面直纹面槽类零件的数控加工问题对其五轴数控编程进行研究。粗加工采用直纹面驱动方法计算加工刀轴矢量和刀位点,对计算方法进行了研究。精加工采用两点偏置法修正刀轴矢量用以减少柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差;并且提出了一种刀位点修正算法,解决了平底刀加工曲面时所产生的过切问题。实例验证表明该算法大大减小了柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差,有效的提高了加工精度与表面质量,并且使用可靠。

三维Minkowski空间中的对偶直纹面

研究了三维Minkowski空间中由类光直线生成的直纹面的对偶直纹面,给出了其分类及一些微分几何性质.特别地,对B-scroll和null-scroll对偶直纹面的性质进行了刻画.

基于原位检测的类直纹面整体式叶轮高效侧铣加工技术研究

提出了一种基于原位检测的类直纹面整体式叶轮曲面的侧铣加工方法。将类直纹面重构为近似直纹面,提出了类直纹面整体式叶轮可侧铣的判定条件;针对非可展直纹面刀轴矢量的求解方法,给出了解析算法;最后对类直纹面叶轮五轴刀路进行了仿真并进行了实际数控加工实验,验证了该算法的正确性。

基于特征的直纹面5轴侧铣精加工刀位计算方法

提出了基于加工特征的直纹面5轴侧铣精加工刀位轨迹的计算方法,给出了误差估算方法。通过对直纹面微分几何特性的研究,用扭曲度来刻画直纹面特征,将直纹面划分为可展化曲面和非可展化曲面。对于可展化曲面,通过调整直纹面上母线方向的变化规律,使之成为可展曲面,以便在加工中获得无脊棱的光滑曲面;对于非可展化曲面,提出用最小偏置角原理来求取刀轴矢量,以使加工误差在刀具与被加工曲面切触状态下趋于最小,最终获得无干涉刀位轨迹。

数控侧铣加工非可展直纹面的刀位整体优化原理与方法

在单参数刀具面族包络原理的基础上,以刀具包络面与设计曲面之间的最小极差为优化目标,依据所给出的三个命题,首先讨论了柱刀侧铣非可展直纹面的刀位计算方法,提出了三点偏置法来确定初始刀位,然后采用最小二乘法进一步优化刀位。随后,以柱刀刀位规划方法为平台提出了锥刀的刀位计算方法。最后,给出了两个计算实例。计算结果表明所给出的方法可以获得令人满意的结果。

任意扭曲直纹面叶轮数控侧铣刀位计算与误差分析

提出了一种计算数控侧铣任意扭曲直纹面叶轮刀位数据的新方法:沿直纹面母线两端点的法矢量偏置一定距离得到2个点,以这2个偏置点所在的直线作为刀轴方向,并使母线两端点到刀轴的距离为刀具半径,推导出了在利用圆柱铣刀侧铣直纹面时刀具与曲面切触线的方程以及加工误差的计算方法,并以计算实例验证了该算法的正确性.这种加工方法使直纹面2条基线的加工误差为0,适合于沿直纹面叶片高度方向分层加工,分层加工后相邻走刀的残留高度理论值为0.

直纹面特性及类型判定

分析了旋转、平移和螺旋3种扫描直纹面的Klein像特征。提出了基于有向距离函数相对曲面微分变形增量的直纹面重构新方法。探讨了直纹面类型的判定方法。

集成CAD/CAM中扭曲直纹面的误差及其控制

针对多坐标数控加工集成ＣＡＤ／ＣＡＭ系统开发过程中，处理直纹面设计与加工所遇到的问题，提出用扭曲直纹面定义工程上频繁使用的一类曲面；用扭曲角和扭曲度刻画该曲面特征；提出用特征偏置法求取刀轴矢量，以使加工误差在刀具与被加工面切触状态下趋于最小；讨论通过调整扭曲度、刀具半径和公差值的相互关系。

基于半径和角偏置的直纹面五坐标加工刀位生成算法

引入直纹面基线的曲率因素建立五坐标侧刃铣直纹面误差分析模型。通过研究刀轴矢量与母线、基线的空间关系提出角偏置概念,并推导出偏置角的求解方程。在此基础上提出半径和角偏置法,应用于直纹面五坐标加工刀位的计算,消除母线两端法矢异向引起的过切误差,实现对直纹面基线的精确加工,误差的总体分布也得到改善。实例分析误差分布与母线长度、法矢夹角等相关参数的关系,通过与半径偏置法进行误差分布指标量的对比证明该算法具有精度高、工艺性好等优点。

直纹面四坐标侧铣数控加工中的误差分析

将四坐标侧铣加工存在的加工误差分为由四坐标加工自身的局限性引起的误差和法矢异向引起的误差两种 ,分别对这两种误差的产生原因进行了分析并给出了计算公式 。

基于直纹面的可展Bézier曲面的设计

利用deCasteljau算法,得到两条边界曲线分别为m,n次的空间曲线所生成的直纹面为可展曲面的充分必要条件,给出了可展曲面所满足的约束条件的个数,提出了(2,3)次可展曲面的一个新的设计方法。数值实验说明,该方法设计简便,易于控制曲面形状。

基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法

为提高参数曲线与圆锥直纹面相结合类复杂零件的加工精度,提出一种基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法。在该算法中,根据给定圆锥直纹面信息确定圆锥直纹面刀具姿态曲线,实现对刀具姿态的控制;建立虚拟圆弧,将参数曲线与圆锥直纹面刀具姿态曲线间的重参数化问题转化为简单的求解向量夹角问题,从而避免产生多重拟合误差。此外,给出了适用于该插补算法的数控加工程序编程格式。实例验证及分析表明,所提算法能够控制加工中刀具姿态始终在所要求的圆锥直纹面上,并且可在缩短代码段数目的基础上,有效降低运算量和加工误差。

非平行直纹面的电解磨削(英文)

为解决整体叶轮扭曲叶片型面的精加工难题,本文进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。在分析平行直纹展成电解磨削整体叶轮扭曲叶片的过切误差、得到过切误差计算公式的基础上,提出用圆锥磨轮和组合式五轴联动数控方案来消除过切误差的方法。文中还介绍了数控展成电解磨床的结构与运动、经济型多轴数控系统及其联动控制方法,并建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行电解磨削。结果表明,加工效率比手工修磨、抛光提高了12倍以上。

可展直纹面面齿轮的加工原理与方法

传统上认为面齿轮的齿面为复杂的非可展直纹面,致使利用简单的刀具高效精准加工面齿轮的问题长期困扰着人们。利用面齿轮传统的插齿方法建立齿面位矢方程,以该位矢为参量建立空间直线方程,说明传统面齿轮齿面可视为空间直线族构成的可展直纹面。考虑空间啮合位置关系,分别基于渐开线和齿条建立了该直纹面的位矢方程。阐述了直刃刀具线接触法加工可展直纹面面齿轮的原理和方法并建立了齿面模型。进一步将该可展齿面与传统齿面进行对比分析,2种齿面的法向差异属于微观量,数值计算结果表明法向距离不到模数的1/70,对可展直纹面进行简单的齿向抛物线修形即可与圆柱齿轮渐开线齿面啮合,并呈现较好的几何啮合性能。

伪伽利略空间中的斜直纹面

研究了伪伽利略空间G^(3)_(1)中的斜直纹面,首先分别定义了G^(3)_(1)中q、h和a-斜直纹面,其次给出了G^(3)_(1)中两种类型的直纹面是斜直纹面的条件,最后讨论了G^(3)_(1)中三种斜直纹面之间的关系。

车用涡轮增压器可展直纹面叶片设计方法研究

针对车用涡轮增压器压气机叶轮,研究利用可展直纹面构造叶片曲面方程的方法。首先通过对B啨zier直纹面叶片设计特点和加工特点的分析,提出利用可展直纹面构造叶片曲面的概念,推导可展直纹面定义叶片表面的条件,在此基础上,进一步提出构造偏移可展直纹面来形成叶片的吸力面和压力面的新方法,推导出偏移可展直纹面叶片的曲面方程,实现可展直纹面叶片的设计。

复杂直纹面加工中电极丝中心轨迹的求取算法研究

针对电火花线切割加工复杂直纹面的问题 ,以直纹面理论为基础 ,从实际加工要求出发 ,提出了求取电极丝中心轨迹的“广义电极丝”模型。分析了直导线直纹面电极丝中心轨迹的变化趋势 ,计算结果表明直接用电极丝中心轨迹两端点的连线近似表示该中心轨迹是欠妥的 。