Research on Parametric Modeling Method of Micro-Segment Gear Based on Delphi and Catia

In order to solve the problem of low precision and complication of three-dimensional modeling about micro-segment gear, one method of setting up the accurate 3D model is introduced. At first, the equation of the profile curve and the dedendum transition curve is set up, and the coordinates of the whole tooth profile are calculated by the program developed by Dephi software. And then the data of coordinates is imported to Catia, three-dimensional modeling can be got through the operations of rotating, mirror, incision and array. The method used in this paper is accurate and simple, which supplies the academic basis of CAE analysis and virtual design for micro-segment gear and relevant products.

摆线轮工作齿廓的二次分段修形方法

针对常规修形方法存在计算复杂、齿廓曲线形状控制不够灵活等问题,提出了一种摆线轮工作齿廓的二次分段修形方法。通过摆线轮齿廓压力角变化规律的分析,将工作齿廓最小压力角的位置作为二次分段修形的基准点,建立二次分段修形模型。利用直线法简单函数,推导出二次分段修形方法下各齿段修形量的计算公式及齿廓方程。采用轮齿接触分析的方法,研究了二次分段修形齿廓的传动误差和回差,并进行对比实验验证摆线轮工作齿廓二次分段修形方法的正确性和可行性。结果表明:二次分段修形的摆线轮工作齿廓与理论齿廓曲线更加吻合,传动误差和回程误差分别减少约14%和19%。

宽体飞机地面主轮协同转弯控制律设计

主轮协同转弯技术能有效提高飞机的地面机动性,降低主起落架在转弯过程中受到的附加侧向扭矩,减小重载飞机地面转弯半径,但目前实现此技术的前主轮转角控制律设计方法尚不明确。提出以主起落架受力为约束条件,计算不同滑行速度下的前主轮转角关系,在全速度范围内进行分段选择并离散化,据此设计前主轮协同转弯控制律,以原理样机为对象进行仿真分析,验证了该控制律能有效降低两侧主起落架扭矩和的峰值。提出的设计方法对多轮系地面运载装备的复合转弯控制律设计具有一定的理论指导意义。

视觉检测中齿轮外轮廓分段方法研究

在基于机器视觉的齿轮测量过程中,由于齿轮外轮廓各部分的形状、精度以及测量要求均不相同,需要对齿顶、齿廓和齿根分别进行数据处理,因此齿轮外轮廓分段至关重要。针对机器视觉系统测量视野小,单幅图像只能包含齿轮部分轮齿的问题,提出一种齿轮外轮廓分段方法。通过八邻域边缘追踪法提取齿轮外轮廓边缘,对该边缘进行最小二乘法圆拟合确定半径,并进行直线拟合确定齿轮中心逼近方向,经多次拟合后,逐渐逼近齿轮中心。齿轮中心确定后,实现对齿轮齿顶、齿廓和齿根部分的分段。实验结果表明,该方法可以确定齿轮中心,实现对齿轮外轮廓分段,程序简单,可操作性强,有利于提高系统的测量精度。

齿轮故障诊断中的单齿分析技术

齿轮故障诊断通常先对振动信号进行时域同步平均降噪处理,进而利用频谱分析或包络分析等方法,得出故障特征信息。本文在此基础上提出了单齿分析技术。它将振动平均信号等距分段(所分段数与被监测齿轮齿数相等),然后对分段信号进行频谱分析等。比较各段信号的异同以揭示故障齿的确切位置。该方法对齿轮的表面局部损伤故障的早期诊断和断齿故障早期诊断十分有效,可以准确地辨别出有故障齿的位置,为齿轮故障诊断提供了一种有效手段。

应用机器视觉技术的齿轮测量方法

应用IMAQVision工具包在LabVIEW虚拟仪器平台上可以快速、灵活地开发齿轮测量的机器视觉系统。采用阈值分析进行图像分割、用形态学方法改进图像质量是齿轮测量的基础。采用图像分析的方法进行齿轮主要几何参数的测量 ,通过实际测试数据分析 。

斜齿微线段齿轮刚度研究

介绍了斜齿微线段齿轮刚度的定义,并首次使用有限元法进行了斜齿微线段齿轮刚度计算,初步得出了斜齿微线段齿轮的刚度要好于相应的渐开线齿轮的结论。提出了利用人工神经网络的非线性映射能力,训练一个可以预测不同参数斜齿微线段齿轮刚度的人工神经网络,使其可以方便地代入到有关的计算程序中,其中重点介绍的是人工神经网络的教师样本构造问题。

基于图像处理的微小塑料齿轮轮廓优化

通过计算机视觉系统的构成、图像预处理、图像分割和数字图像的像素连通性理论与技术的研究,提出微小塑料齿轮的二值图像噪声点去除及齿轮轮廓提取方法,用数学形态学方法提出轮廓的简化算法,并给出了关键技术的原理及实现方法。发现通过删除曲线上多余点,可以达到用最少的点来表示一条曲线的目的。实验结果表明,该优化轮廓的简化算法,可获得准确的齿形检测数据,能满足工程测量的实际需要。

微线段齿轮与渐开线齿轮温升对比实验研究

提出了的一种新型齿轮———微线段齿轮,微线段齿轮具有良好的啮合性能。在解决了刀具设计的前提下,在国际上首次进行了微线段齿轮的台架实验。介绍了实验设备及方案,采用较易测量的润滑油温升实验来进行微线段齿轮及渐开线齿轮传动性能对比。实验结果表明,在相同工况条件下,微线段齿轮比渐开线齿轮的温升要低,平衡油温较低,从而证明了微线段齿轮的优良性能。

微线段齿廓的非圆齿轮齿廓曲线及其图形仿真

在建立具有微线段齿廓的基本齿条数学模型基础上 ,应用齿轮啮合原理 (啮合方程 ) ,在齿轮坐标系中获得具有微线段齿廓的非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。并用计算机图形仿真的方法 。

基于图像识别的微小塑料齿轮检测研究

采用图像识别技术对微小塑料齿轮进行质量检测,针对缺齿、齿歪、披峰等齿形误差的随机性,从计算机视觉系统的构成、数字图像采集、图像预处理和图像分割理论与技术等方面进行深入研究,提出迭代阈值与最大类间方差区域切割综合法,解决了双联齿轮的图像分割难题,其算法适应在线实时检测的速度要求。提出虚拟圆扫描法,实现双联齿轮齿形的缺陷检测。结果表明,该检测技术的缺陷识别率达95%。

微线段齿廓齿轮的弯曲强度分析

介绍了微线段齿轮的形成原理 ,建立了微线段齿轮有限元计算的力学模型 ,论证了计算中的奇点问题 ,并提出相应的解决方案。用正交试验法设计了一组算例并用有限元法进行计算 。

微线段齿轮齿根应力的对比试验研究

采用应变电测法设计微线段齿轮与渐开线齿轮齿根弯曲应力比较试验的装置 ,对试件的设计与加工进行严格的控制 ,并确定比较试验方案 ,给出处理现场数据的公式及计算结果的T—σ折线图 ,对结果的显著性检验证明 。

微线段齿轮系统动力学特性分析

利用有限元法求出了微线段齿轮的时变啮合刚度,考虑微线段齿轮齿廓的特殊性,建立了单自由度微线段齿轮传动系统的动力学模型,模型中考虑了综合误差、时变啮合刚度以及齿侧间隙。通过数值仿真分析了比对两种齿轮系统在不同转速、载荷下的动力学响应,并指出了系统的亚谐共振及其幅值跳跃特性。对比分析了两种齿轮的分叉特性,结果表明,微线段齿轮相比普通渐开线齿轮具有更好的稳定性,其系统的混沌转速区间小,在中高速重载时其系统振动幅值小,传动更加平稳。

微线段齿轮传动效率的计算理论研究

为研究微线段齿轮的传动性能并计算其传动效率,根据渐开线齿轮效率计算方法——摩擦功理论,推导微线段齿轮传动效率计算公式。同时研究齿轮参数对其传动效率的影响,并给出相同参数下微线段齿轮和渐开线齿轮传动效率计算对比结果。结果表明,与渐开线齿轮相比,微线段齿轮具有更高的传动效率,且计算结果受齿轮参数的影响较小。

微线段齿廓的形成原理及特性

介绍了微线段齿廓的形成原理，推导出了其齿条及齿轮的齿廓曲线方程，证明了该齿廓满足啮合基本定律且在啮合时有很多点的综合曲率为零，因而该齿廓有较好的啮合特性。根据齿廓曲线的计算公式，设计出了一个齿轮，并给出了部分数据和齿廓图形。

斜齿微线段齿轮胶合承载能力的研究

斜齿微线段齿轮是一种新型齿轮 ,它具有最小齿数少等众多的优点。该文介绍了斜齿微线段齿轮的基本特性 ,在分析现有各种齿轮胶合承载能力的计算方法的基础上 ,结合斜齿微线段齿轮的传动特点 ,基于弹流动力润滑理论建立了其摩擦学系统模型 ;并指出最小油膜厚度法可用于进行斜齿微线段齿轮的胶合计算 ,导出了与之相关的综合曲率半径及卷吸速度的理论计算公式 。

微线段齿轮磨削加工方法及性能分析

针对没有专用的磨削加工机床和工艺加工新型的微线段齿轮的情况,利用现有的加工设备和检测设备,结合微线段齿轮的特点,提出一套高质量加工该种新型齿轮的方法。其中导出了微线段齿轮磨削曲面的方程、提出了整套的磨削加工工艺,建立了齿廓误差检测方法。通过加工出实际的微线段齿轮,并对其检测齿廓误差以及与渐开线齿轮的效率和振动频谱分析,证明了该加工方法可以加工出高精度的微线段齿轮,且该种新型齿轮与渐开线齿轮相比有更高的效率和更好的传动平稳性。

基于势能法的微线段齿轮啮合刚度模型研究

基于势能法建立了微线段齿轮啮合刚度计算模型。通过与有限元分析(FEA)方法的对比,证明了势能法与有限元方法趋势吻合,验证了此模型的正确性;且结果表明,势能法计算可精确到微线段齿轮的设计精度,避免了有限元方法计算中各类网格参数设置的繁琐过程及其引起的精度误差。本文利用该模型对微线段齿轮单齿和一对齿轮啮合刚度进行了计算,研究了微线段齿轮的单齿及综合啮合刚度。结果表明:微线段齿轮由于其压力角从齿顶到齿根先增大后减小,单齿刚度在轮齿节圆处出现最小值;靠近齿根处的刚度值增大较快;综合啮合刚度分析结果与有限元分析结果趋势吻合,证明了该方法的正确性。该模型为微线段齿轮刚度计算提供了一种更简便的理论计算方法,也为微线段齿轮动力学方面的研究提供了一定条件。

基于机器视觉的列车外齿轮磨损状态检测方法

齿轮是高铁列车中的重要部件,齿轮磨损状态的程度对列车运行安全具有重要的影响。针对采用人工观察确定齿轮磨损状态的问题,提出一种基于机器视觉的列车外齿轮磨损状态定量检测方法。为避免将顶部和底部低灰度啮合区分割为背景,提出分块分割算法以得到候选啮合区域。为去除候选啮合区中的背景区域且将啮合区分割为一个整体,提出区域聚合算法。为避免点蚀区域位于啮合区边缘造成的不完整分割问题,提出基于凸包运算的边缘修正算法。结合分块分割、区域聚合以及边缘修正,实现齿面图像啮合区分割。结合自适应局部阈值以及基于形状特性的假阳性去除算法,实现齿面图像的点蚀区域检测。在140幅齿面图像上对提出方法进行验证,啮合区分割的平均AOM为0.89,点蚀区域检测方法性能优于现有方法。