基于工程条件构造可展面的方法

提出应用单参数平面族包络构造可展面的理论与方法,相应给出按照已知工程条件构造可展面的3种方法:已知可展面上一条曲线及可展面在曲线上的法线构造可展面;过两条已知曲线构造可展面;过已知曲线且与已知曲面相切构造可展面。     

可重构立方体机构的设计与运动模式分析

随着航空航天技术的飞速发展,大型空间折展机构的功能需求越来越多样化,具有多种展开模式的可重构可展机构应运而生。以可展立方体机构作为研究对象,介绍了其机构组成以及分层构造方法。通过分析立方体机构的相邻面单元间约束,绘制了面单元的机构简图,得到了面单元在正方形和长方形外轮廓下的几何约束条件。分析了三个相邻面单元的耦合运动情况,得到了三个面的可能运动模式,并在此基础上得到了立方体机构的可能运动模式。通过顶点连接、边连接、面连接,得到了两个立方体机构的组合机构,并开展了各种连接条件下的多模式分析。最后通过制作原理模型样机,搭建了边连接和面连接的立方体组合机构的典型构型,验证了理论分析的正确性。     

基于新型两层两环连杆的一族伞状可展机构的构型综合

雨伞的连杆机构是最经典的可展机构之一,它是由多个平面连杆或悬臂杆构建而成,呈现出来的是一种低刚度和低耦合性的肋式支撑结构。到目前为止,可用来构建高刚度伞状可展机构的空间闭环连杆可展单元很少。为此,开发一类含三转动副(3R)耦合支链的两层两环空间连杆,并以它们为单元构建多环耦合的伞状可展机构。基于自由度和对称性特征分析了此类两层两环空间连杆机构的结构形式。提出了一种简洁高效的模块化组合方法来综合两层两环空间连杆可展单元;根据机构的单自由度要求和结构的对称性建立了单元间的可动连接方式;根据综合得到的可展单元和单元间的可动连接方式构造出一族新型伞状可展机构。不同于传统的雨伞机构,这些新型伞状可展机构呈多环耦合状的桁架式结构,在航天装备、建筑结构、艺术结构等领域具有良好的应用前景。     

真实齿面瞬时啮合点求解算法的研究——相切法

在研究并开发了真实齿面瞬时啮合点的求解算法——零间隙法的基础上,基于齿轮啮合理论台面接触的几何条件,进一步提出了真实齿面瞬时啮合点的求解算法——相切法.在进行真实齿面瞬时啮合点求解中,两种方法各具特点,交叉使用可实现其优势互补,可更加有效地实现真实齿面瞬时啮合点的计算求解.     

用彼此相切圆弧等误差逼近非圆曲线

阐述用彼此相切圆弧等误差逼近非圆曲线的方法,是一种节点计算在理论上精确的,误差带位置和允许误差大小可事先控制而无需重复计算的,相邻逼近圆弧之间平滑(相切)连接,且能保证逼近段数最少的方法.     

可展面在平面上的展开及其在工程上的应用

论述了可展面在平面上展开的理论方法 ,即以可展面上一条已知曲线为基础 ,将可展面展开的方法。并以此为依据 ,探讨了工程中应用很广泛的一种可展面——渐开线螺旋面的展开问题 ,为解决工程实际问题奠定基础     

AutoCAD二次开发程序设计中圆弧连接方法的研究

圆弧连接的本质就是使圆弧与直线或圆弧与圆弧相切,在此研究了基于AutoCAD二次开发的圆弧连接程序化绘制方法,用VisualLISP语言编程建立了圆弧连接通用绘图程序。     

基于法矢量的直齿锥齿轮可展曲面齿面求解及其几何特性

传统齿轮啮合理论讨问题的方法是给定一个齿和两个共轭齿面各自的运动参数,求另一个齿面以及其几何特性。本文提出一种基于齿面法矢量的直齿锥齿轮可展曲面齿面及其几何特性求解方法。首先根据齿轮啮合原理,应用矢量分析的方法,求解出直齿锥齿轮齿面的法矢量。然后根据该法矢量即可直接求解两个共轭可展曲面齿面及其几何特性。该方法简单实用,为直齿锥齿轮的创新设计提供了一种新方法和新途径。     

抛物形齿线圆柱齿轮啮合特性研究

研究了抛物形齿线圆柱齿轮滚切加工方法和齿面接触分析.在推导滚刀齿面方程的基础上,利用抛物形齿线滚切原理和啮合方程推导了其齿面数学模型;根据两齿面在啮合过程中连续相切条件,建立了考虑安装误差的齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)模型.齿面接触分析仿真结果表明,用抛物形刀具齿廓对齿面修形,可改善齿轮副啮合性能;在安装误差条件下,接触印痕将偏离齿宽中心;通过改变抛物形系数,可降低接触印痕对安装误差敏感性.     

圆柱族包络面的非等径重构问题的理论研究

在机械设计与制造中 ,常遇到由一圆柱面运动生成的包络面是否能由另一半径不同的圆柱面运动来重新生成的问题 ,即圆柱族包络面的非等径重构问题。本文以等距曲面和包络理论为工具对此问题进行了研究。在得出包络面、轴迹曲面、等效轴迹曲面互为等距曲面的结论的基础上 ,研究了轴迹曲面可展与不可展两种情况下的非等径 (一次 )包络重构问题 ,得到了一些有价值的结论。然后研究并提出了两重包络重构方法。这些结论和方法对指导圆柱族包络面的设计与制造具有重要价值     

基于控制顶点的Bezier曲面交线算法

Bezier曲面求交问题是CAGD的核心问题之一。利用Bezier曲面片的控制顶点构造可展直纹面片,将Bezier曲面的求交问题转化为可展直纹面的求交问题,从而获得一种简单快捷的求交算法。     

Analytical envelope surface representation of a conical cutter undergoing rational motion

Flank milling with a taper cutter is widely used in industry. The analytical representation of the envelope surface generated by a conical cutter undergoing rational motion is derived by bringing together the theories of line geometry and kinematics. Based on the projective duality between a point and a plane in line geometry, a cone surface is represented as two pieces of rational quadratic Bézier developable surfaces in terms of the plane coordinates instead of the traditional point coordinates. It provides a way to describe and calculate the envelope surface exactly by analyzing the trajectory of a plane undergoing a two-parameter rational motion. The rotation around the axis of the cone is adopted to ensure that the characteristic curve is located on the same piece of rational quadratic Bézier developable surface of the cone. The degenerate cases that the characteristic curve does not exist are also discussed. Examples are provided, in which the envelope surfaces of a conical cutter undergoing rational Bézier and B-spline motions are computed. The results can be applied to tool-path planning and error analysis for five-axis flank milling machining.     

Coating-thickness measurements on parts with complex shapes

Thickness gauges are usually calibrated against flat gauges. However, test objects with more complex surfaces are more frequently encountered in practice. In such cases, the appearance of additional systematic error is unavoidable. This error has been estimated using the models of rocket engine parts to demonstrate that it can be almost completely eliminated for developable surfaces and considerably reduced in the processing of results for undevelopable surfaces.     

复杂曲面的可展化及其展开方法

提出了一种复杂曲面可展化及其展开的新方法 ,在依附于复杂曲面的两条空间曲线之间 ,构造可展面 ,逼近复杂曲面 ,使复杂曲面可展化并展开。该方法以计算机辅助服装原型设计过程中的前片服装原型的可展化及其展开作为应用实例 ,证明其完全附和工业设计实际要求     

基于单元等变形的复杂曲面展开算法研究

针对板壳类零件展开问题提出了一种基于单元等变形的复杂曲面展开算法。首先利用有限元网格生成算法将零件曲面划分成三角形单元 ,然后按照单元等变形假设将三角形单元映射到平面上 ,从而得到曲面的展开形状与尺寸 ,并通过重新计算单元的变形率得到曲面内的应变分布。该算法可以将各种可展曲面和不可展曲面采用统一的形式展开 ,实际应用表明采用该算法展开复杂曲面时具有快速准确的特点 ,可以显著缩短零件从设计造型到求取其毛料外形的时间 ,适用于航空航天及汽车制造等工业领域内具有复杂曲面的金属板料零件的数字化展开。     

基于人工鱼群和粒子群优化混合算法的侧铣刀轴轨迹规划

针对圆锥刀侧铣加工非可展直纹面的刀轴轨迹规划问题,采用两点偏置法确定初始刀轴矢量,为评价单个刀位,提出了单刀位下的误差度量函数,即刀轴上各点到非可展直纹面的距离与对应各点到圆锥面的距离差值的平方和最小。为解决每个刀位下的位姿寻优问题,提出了基于人工鱼群（AFS）和粒子群优化（PSO）混合算法的优化方案。仿真结果表明,所提方法在单刀位下的优化过程简单,结果精度高,优化后位姿集合形成的刀具包络误差小。     

PRINCIPLE AND TRANSMISSION TECHNOLOGY OF BERTRAND CONJUGATE SURFACES

Bertrand surface is presented by abstracting and subliming the common characteristic of the usual surfaces including rotational surfaces, developable surfaces, normal circular-arc surfaces, etc. Basic characteristic of Bertrand surface is that normals along generator are coplanar. Bertrand conjugate principle is studied and its basic characteristic is that the instantaneous contact line between a pair of Bertrand conjugate surfaces is generator. Bertrand conjugate can be divided into three kinds of typical conjugation forms in terms of the generators that are general plane curve, circular-arc and straight line. Basic conjugate condition is given respectively, and structure condition, which reflects transmission forms and directrix characteristic of this kind of conjugation, is researched. As typical engineering application of Bertrand conjugate surface principle, transmission technology of loxodromic-type normal circular-arc bevel gear is studied.     

汽车变速比齿轮齿条式转向器的啮合原理(Ⅰ)

对汽车变速比齿轮齿条式转向器的啮合原理进行了系统研究。首先讨论了转向器采用变速比的必要性及速比选择原则,在已知齿轮齿面（渐开线螺旋面）和给定速比规律下,应用共轭曲面原理给出了齿条齿面方程,并发现：瞬时接触线为直线;齿条齿面为可展面;该可展面的腰线为定倾曲线等,最后讨论了端截面齿形。