平面二次包络环面蜗杆副的数字制造

平面二次包络环面蜗杆副在传统模式下设计、加工复杂，难以适应市场快速多变的要求。提出蜗杆副的数字制造策略，从数字化造型方案、接触性能仿真、加工工艺自动规划、数控加工方案及误差检测等方面，论述了平面二次包络环面蜗杆副数字制造的必要性和可行性。     

平面二次包络环面蜗杆减速器

平面二次包络环面蜗杆蜗轮副是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面，再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出蜗杆的齿面。用这种方法加工的蜗杆副，具有以下特征：     

平面二次包络环面蜗杆副蜗轮滚刀的设计

平面二次包络环面蜗杆副蜗轮滚刀的设计大庆石油学院代学坤，张国臣，李崇志，刘宝杰一、平面二次包络环面蜗杆副蜗轮滚刀设计制造的理论分析１．坐标系的建立为了便于实际加工过程中的参数测量。采用与加工过程一致的空间坐标系统（如图１所示）。图中坐标系与蜗轮固联．...     

基于润滑性能优先的平面二次包络环面蜗杆副参数优化设计

这里对平面二包蜗杆副啮合过程中润滑油膜产生的条件和机理进行分析，提出以润滑性能为优先考虑因素进行蜗杆副的参数优化设计，以蜗轮齿根弯曲强度、接触强度、蜗杆根切等为约束条件，以外点罚出法作为优化算法，并用VB开发相应软件包，提出蜗杆副设计的新思路。     

基于驾驭式虚拟加工的平面二次包络蜗杆实体造型

介绍了在VBA环境下，运用虚拟加工技术开发机械零件三维实体造型的实现机制和关键技术，通过引入驾驭式控制方式实现了对仿真过程的实时控制，并通过平面二次包络环面蜗轮副实体造型程序实例，阐述了三维驾驭式实体造型的设计方法。为该型蜗轮的数控加工提供合适的数学模型及相应的CAD数据接口，达到蜗轮数字化造型的目的。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工建模及仿真研究

分析了平面二次包络环面蜗杆数控磨床的加工原理,根据该原理及磨床结构建立了坐标系,创建了理论状态下的平面二次包络环面蜗杆数控磨床数控加工的数学模型,并依照该数学模型,选取了平面二次包络环面蜗杆副的参数,运用Matlab软件进行了仿真,得到蜗杆齿面图形,与采用传统加工方法获得的蜗杆齿面图形一致,验证了该加工方法的正确性。     

平面二次包络环面蜗轮理论齿面重构数字化造型算法研究

为了实现平面二次包络环面蜗轮的数控加工，必须对蜗轮理论齿面进行精确数字化造型。本文提出了1种齿面离散与重构算法，即运用一族截平面将蜗轮单齿理论齿面沿接触线进行离散，获得离散型值点云；在严格限定蜗轮齿面各边界约束的基础上，运用Bernstein—Bezier三角片插值法对上述离散型值点云进行插值重构，获得G^1级光顺的高度近似蜗轮齿面，该建模方法适用于大多数CAD数据接口。对这一算法进行了计算机仿真，结果表明该算法是可行的。     

基于VERICUT软件的平面二次包络环面蜗杆虚拟数控加工仿真研究

平面二次包络环面蜗杆的加工曲面为复杂的空间螺旋齿面,在平面二次包络环面蜗杆副工作中是多齿双线啮合。在加工时,对实际工况下存在的制造误差和承载弹性变形十分敏感,增加了制造成本和制造难度。在开发加工设备时,用VERICUT软件对其进行虚拟数控加工仿真,可以验证机床运动及其加工性能,并有效提高开发效率。     

平面包络环面蜗杆的三维造型方法

本文在合理建立平面包络环面蜗杆标架的基础上 ,准确推导啮合方程和蜗杆接触线计算公式 ,并制定相应的计算机算法。在AutoCAD2 0 0 0平台上 ,运用VisualBasic开发工具编程绘制了平面包络环面蜗杆的三维离散模型。在此基础上可进一步开发三维实体模型     

平面二次包络环面蜗杆副的修形及实验研究

根据平面二次包络环面蜗杆副空间啮合原理,推导出环面蜗杆副的齿面方程。为改善蜗杆副的啮合性能,提出了采用变中心距和变传动比对环面蜗杆修形,分析了中心距和传动比变化对啮合性能的影响。通过变中心距或变传动比修形可以有效的消除二界限线,得到承载性能更好的II形传动形式。采用接触线点的相对诱导法曲率半径作为微观啮合质量评价参数,构造优化目标函数,确定最优修形参数的值,使接触线的分布更合理。加工了一对变中心距修形的平面二次包络环面蜗杆副,滚检结果显示:蜗轮齿面无二界限线,接触区面积增大,与分析结果一致。     

基于VBA的平面二次包络环面蜗轮副实体造型

介绍了采用VBA开发机械零件三维实体造型的实现机制和关键技术 ,通过平面二次包络环面蜗轮副实体造型程序实例 ,阐述了在VBA应用程序中三维实体造型的设计方法。     

基于数值方法的平面二次包络蜗轮理论齿面的离散建模

针对平面二次包络蜗轮的数字化建模与数控加工问题,提出对蜗轮理论齿面运用截面法沿接触线进行离散,将蜗轮齿面离散成型值点云,为运用三角B—B曲面片对蜗轮齿面进行插值重构提供基础。这一算法简化了复杂共轭齿面的计算,提供了适于计算机表达的数据接口。     

基于三角B-B曲面片插值的平面二次包络蜗轮齿面重构建模

在深入研究建立平面二次包络环面蜗轮真实齿面离散模型的基础上，提出应用三角B—B曲面片对离散型值点云插值，生成G^1光顺的高度近似齿面，为该型蜗轮的数控加工提供合适的数学模型及相应的CAD数据接口，达到蜗轮数字化造型的目的。     

平面二次包络蜗轮齿面的插值重构建模

在深入研究建立平面二次包络环面蜗轮真实齿面离散模型的基础上，提出了应用三角B-B曲面片对离散型值点云插值，生成G1光顺的高度近似齿面，为该型蜗轮的数控加工提供合适的数学模型及相应的CAD数据接口，达到蜗轮数字化造型的目的。     

平面二次包络环面蜗杆数字化实体建模研究

为提升平面二次包络环面蜗杆建模精度,提出其三维实体模型的数字构建方法。运用包络原理和坐标转换方法构建了表征平面二次包络环面蜗杆齿廓、齿底与齿顶环面的解析模型,设计了表征齿廓复杂非线性数学模型的求解算法,获取了表征环面蜗杆齿廓的点云,并分析了齿廓特征点云的计算精度。将蜗杆齿廓点云导入三维造型软件,应用包络方式构建蜗杆齿廓曲线、曲面模型,同时将表征蜗杆齿底与齿顶环面母线导入并构建齿底与齿顶曲面模型,最后实体化得到蜗杆三维实体模型。建模实例验证了建模方法及设计算法的有效性与准确性。     

基于实例的平面二次包络环面蜗轮副设计研究

虽然平面二次包络环面蜗轮副具有传动效率高、承载能力大、使用寿命长等优点 ,但它的应用却始终受到限制。原因主要是 :(1)该型蜗轮传动设计及制造工艺均比较复杂 ,产品制造周期比较长 ;(2 )每生产一种规格的蜗轮副都要制作一把专用蜗轮滚刀 ,增加了蜗轮副的制造成本。基于实例的推理技术利用过去的设计以及设计经验来求解新问题。本文将这一思想与平面二次包络环面蜗轮副的设计结合起来 ,以期在蜗轮副设计和蜗轮滚刀的重用问题上取得成效 ,最终达到提高蜗轮副的设计效率、降低蜗轮副的制造成本的目的。     

平面二次包络环面蜗杆副传动性能优化设计

综合考虑蜗杆副全部接触线的微观与宏观啮合质量能准确反映其传动性能。为改善蜗杆副传动性能,提出平面二次包络环面蜗杆副齿面参数优化方法。首先运用微分几何学与坐标转换方法建立了蜗杆副全部接触线和相对运动速度方程,然后构建了表征平面二次包络环面蜗杆副全部接触线平均润滑角的优化模型。应用遗传算法对模型进行求解并获取合理设计参数,对优化前后的蜗杆副传动性能进行了对比分析。结果表明,建立的优化模型收敛性较好,经过参数优化的蜗杆传动,其微观和宏观啮合质量均得到了明显改善,传动性能得到显著提高。     

数字制造与数字工厂的研究前景

根据中国国家自然科学基金委员会的安排，就机械与制造科学"十一五"发展战略进行研讨 提出"十一五"期间数字制造科学研究优先发展的重点方向。 数字制造作为新的制造技术和制造模式，已成为推动制造业自主创新的强大动力。其内涵包括数字产品设计与开发、数字制造装备、数字制造技术、数字工厂、数字企业和数字化服务等研究领域。数字装备和数字工厂是数字制造的基础，不仅具有广泛而灵活的加工能力，而且具有强大的信息处理能力。 数字制造和数字工厂所需研究并解决的问题主要包括：多物理场的数字建模、加工和成形过程的数字仿真、高速高精数字加工装备、数字测量设备和数字产品开发过程等。数字制造尚是一个开放的研究领域，也是一个快速发展的研究领域。亟待研究的重要科学问题有：数字建模与仿真的理论和方法；基于视觉信息的数字装备运动规划和自律控制；数字化协同产品开发的基础理论与关键技术等。旨在解决形位空间和旋量空间的几何计算和几何推理；多物理场的交互作用规律及其数字化表示；几何约束、物理约束和产品性能约束的相容性及混合约束求解；制造过程和制造系统中的模糊信息、不确定信息、不完整信息以及经验与技能的形式化和数字化表示；异构制造环境下的信息融合、信息集成和信息共享等问题。     

平面二次包络蜗轮真实齿面的离散模型

为了实现平面二次包络环面蜗轮的数控加工，必须对蜗轮进行精确数字化造型。针对这一难题，提出在蜗轮真实齿面上运用截面法沿接触线进行离散，将蜗轮齿面离散成型值点云，为运用三角B-B曲面片对型值点云插值提供基础。