双圆弧齿廓椭圆齿轮建模与运动学仿真

为了满足齿轮变传动比运动、提高轮齿承载能力,结合齿轮啮合理论和双圆弧齿廓曲线结构参数特征,提出了一种新型双圆弧齿廓椭圆齿轮。阐述了其节曲线的设计方法,利用SolidWorks软件建立了双圆弧齿廓椭圆齿轮三维模型;使用Adams软件对双圆弧齿廓椭圆齿轮副模型进行了运动学仿真,分析了不同偏心率对双圆弧椭圆齿轮副传动比变化规律的影响,并对比理论传动比曲线,分析了仿真传动比曲线存在波动误差的影响因素;为了减小齿轮副振动脉冲,给出了偏心率适当的取值范围。本文的设计方法和分析结果对双圆弧齿廓非圆齿轮的参数化设计有理论参考价值,可为双圆弧齿廓椭圆齿轮副数控加工制造及应用提供依据。

盾构刀盘上方地层无变形的平衡压力理论计算

在原论文盾构开挖面无变形平衡压力计算的基础上,以现今常用的周边圆弧形刀盘开挖面上方地层不变形为前提,推导出盾构掘进动态条件下刀盘开挖面任一点平衡压力值与平衡压力范围,并提出主动平衡压力与被动平衡压力的概念,确定了盾构掘进上方地层不变形周边圆弧形刀盘盾构土舱压力的取值。给出了圆弧形开挖面主动平衡压力与被动平衡压力的计算方法。最后,得出周边圆弧形刀盘盾构平衡压力主要取决于开挖面拱顶上方原状土自重应力的结论。

基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补研究

针对目前圆弧插补与椭圆弧插补在适用范围、计算效率与精度方面的问题,通过引入微分模型表达空间圆弧与椭圆弧,提出了基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补方法,能实现空间任意圆弧与椭圆弧的插补。在空间圆弧插补中能实现零径向误差与零速度波动。在空间椭圆弧插补中能实现零径向误差与较低的速度波动。同时,该方法的插补过程统一了圆弧和椭圆弧的正逆插补,无需象限判断,因此插补流程简单高效。另外,该方法采用的插补点递推公式能转换为一系列简单的四则运算,因此插补计算效率高。仿真对比分析表明了该方法相对于目前的方法具有很大的优越性。最后,在自主开发的数控平台上实现了该方法并完成了试件的加工。

非圆曲线参数化拟合算法的设计与实现

通过分析AutoCAD导出的DXF文件中椭圆弧和样条曲线的图形信息,利用曲线参数化的思想设计了椭圆弧和样条曲线的拟合算法。其中,针对椭圆曲线提出了一种基于迭代法的等误差拟合算法,并给出一个优化的初值使得通过一次迭代即可达到精度要求,进一步减小运算开销。针对样条曲线推导了改进的De Boor-Cox算法来减低计算复杂度,利用参数曲线的特性给出样条曲线的拟合误差计算公式,并利用伸缩步长法快速计算出拟合节点,成功实现了样条曲线的拟合。最后通过VC++编程实现了该算法,并验证了算法的正确性。

椭圆弧的有理Bézier表示

提出了椭圆弧弧度的定义,根据这一定义推出三次有理B zier椭圆弧弧度不超过240°.此外还提出了求椭圆弧控制顶点和相应权值的几何构造方法.

考虑柔轮杯体变形的谐波传动空间共轭齿廓设计与分析

提出一种精确描述凸轮波发生器谐波传动刚柔轮之间复杂空间变形的方法,该方法基于直母线假定考虑柔轮空间变形带来的中面曲线变化和柔轮齿空间方位变化等因素搭建谐波传动运动学模型。以椭圆凸轮为例,利用数值法计算柔轮空间共轭齿廓,研究柔轮杯体空间变形所产生的空间转角及其对啮合过程中的共轭区域、柔轮齿运动轨迹和齿面啮合迹线带来的特殊影响。研究结果表明:柔轮齿空间方位转角不可忽视,其中切向位移引起的转角变化更加剧烈,所得柔轮齿廓共轭区域显著增大,齿圈轴向各截面均无干涉且存在两点啮合,啮合接触状况更优。

大导程滚珠螺母内滚道的成型方法研究

针对高精度大导程滚珠螺母内螺旋滚道加工困难的问题,对内螺旋滚道的加工工艺进行探索性研究,提出采用标准圆弧刀片对内螺旋滚道进行拟合车削后使用球状磨头进行磨削加工的方法,并建立球状磨头的实体模型。在高精度数控车床的基础上,开发了磨削平台。以某型号滚珠螺母为加工实例,并估测加工后内螺旋滚道的表面粗糙度,结果表明该方法是有效的。

特大型椭圆封头的分瓣计算

对12m近似椭圆封头实施合理的分瓣 ,创造了足球瓣顶圆的新方法 。

具有密封凸顶和外偏心主圆弧的转子型线研究

为提高罗茨泵的容积利用率和容积效率,提出一种具有更高形状系数的密封凸顶和偏心圆弧的转子型线。基于普通的圆弧转子型线,通过偏心设计形成偏心圆弧转子型线,实现形状系数和容积利用率的提高;再由密封用凸顶圆弧的设计,进一步大幅提高形状系数和容积利用率;并就这三种圆弧转子的2叶形状系数和容积利用率,进行实例运算。结果表明,偏心转子的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.42%和2.24%;2叶凸顶转子凸顶半角1°~8°间的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.95%~7.26%和3.58%~11.84%,效果明显;且凸顶结构简单、易加工。为罗茨泵其他型线的增效设计提供了一种创新途径和方法。

椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算公式论证

采用无力矩理论对椭圆弧加圆弧型封头、标准椭圆形封头及标准碟形封头内压稳定性进行分析比较,认为椭圆弧加圆弧型封头比标准椭圆形封头及标准碟形封头的力学性能优越,提高了弹塑性极限许可载荷及应力分析设计许可载荷。对3种封头进行的线弹性和弹塑性有限元分析表明,椭圆弧加圆弧型封头可与筒体等厚度投料,或投料厚度比标准椭圆形封头小,节省材料且方便备料。椭圆弧加圆弧型封头弯角处的周向压应力比标准碟形封头的小,为防内压失稳,封头有效厚度应不小于封头内直径的0.15%。论证了椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算的依据。

压力容器新型封头的研究

现行标准的椭圆形封头无法旋压成形,只能旋压形状相近,力学性能稍差的标准碟形封头来代替。由于成形减薄量的影响,标准椭圆形封头一般会比相连的筒体厚2mm。提出了与标准椭圆形封头以及标准碟形封头深度大致相等的椭圆弧加圆弧形封头,通过与标准椭圆形封头和标准碟形封头进行对比可知,椭圆弧加圆弧形封头力学性能优越,且与筒体厚度相等,与标准椭圆形封头相比,平均可节约15%材料,且成形更方便。

锅筒椭圆形封头人孔板边过渡圆弧制图的数学模型

推导出确定锅炉锅筒椭圆形封头人孔板边过渡圆心坐标的公式,可供计算机绘图时的参考。

不同加工工艺圆弧齿线圆柱齿轮齿廓特性分析

针对不同加工工艺导致圆弧齿线圆柱齿轮齿廓特性存在差异的问题,分析了圆弧齿线圆柱齿轮主要加工工艺(平行连杆加工法和旋转刀盘铣削加工法)的特点,并基于加工成型原理,推导出了两种工艺所得齿轮的齿面和齿廓方程,分别获得了圆弧齿线圆柱齿轮的齿厚和齿厚偏差计算方程,进而分析了齿轮齿宽和齿线半径等设计参数对齿厚和齿厚偏差的影响。研究结果表明:采用平行连杆加工出的齿轮各截面齿廓为渐开线;采用旋转刀盘铣削加工出的齿轮中截面为渐开线,其他截面为双曲线;设计参数对旋转刀盘铣削加工齿轮齿廓特性有一定影响;该研究结果为齿轮润滑、故障诊断及齿廓修形等提供了理论基础。

锥面腰圆孔凸模断面的优化设计

阐述了两种不同半径圆弧凸模代替椭圆弧凸模所产生的误差 ,并比较其大小 。

基于内啮合齿轮副设计的辐射治疗头圆弧提升运动机构

辐射治疗头是大型放射治疗设备的关键部件。基于内啮合齿轮副,设计了辐射治疗头圆弧提升运动机构。在设计中,分析了内啮合齿轮副的受力状态,并对齿根弯曲应力进行了理论计算及有限元分析。有限元分析结果与理论计算结果为同一数量级,偏差为1%,确认有限元分析结果可信。

关于CATT齿轮径向变位原理的研究

本文通过对ＣＡＴＴ齿轮径向变位原理的分析，论述了ＣＡＴＴ齿轮在啮合过程中不发生曲率干涉的条件，从而得出了刀盘半径的调整公式。

椭圆弧加圆弧型封头计算厚度的确定

椭圆弧加圆弧型封头力学性能优越,成形方便,可节省材料,与此种封头有关的企业标准已获全国锅炉压力容器标准化技术委员会备案。本文对此种封头内压计算厚度的确定提供依据,以供有关设计制造人员参考。

椭圆弧加圆弧型封头在压力容器上的应用

椭圆弧加圆弧型封头力学性能优越,且成形方便,与此种封头有关的企业标准已获全国锅炉压力容器标准化技术委员会备案[2]。但是,在推广应用此封头的过程中,由于缺少相应的计算程序,从而给压力容器设计人员选用此封头带来一定的不便。为此,本文提出采用SW6过程设备强度计算软件包应用于椭圆弧加圆弧型封头强度计算,供有关设计人员参考。