任意基三角形的等距曲线设计

对型面联接中以任意基三角形的等距曲线进行设计。讨论了设计原理、作图方法、及其证明和特性应用，从而进一步完善了等距曲线型面联接的设计途径和方法。     

涡旋压缩机新型渐变壁厚涡旋齿的设计和工作特性研究

基于法向等距型线设计方法,提出了一种全啮合的涡旋齿型线设计方法,编写了构建全啮合涡旋齿型线的设计程序;设计出一种综合性能较高的新型渐变壁厚全啮合的涡旋齿型线,由变径基圆渐开线和基圆渐开线的等距曲线组成;研究了不同设计参数对涡旋压缩机性能的影响,分析了渐变壁厚涡旋齿涡旋压缩机的流场和涡旋齿的应力和变形。结果表明:新型全啮合渐变壁厚涡旋齿具有增压效果好、容积利用率高、涡旋齿强度高的优点。     

三角网格曲面上的等距曲线构造

为了用明确的数学形式表示三角曲面网格中的基曲线和等距曲线,提出一种流形网格曲面上曲线等距线的计算方法,网格曲面上的曲线用测地B样条表示,具有明确的数学表示形式。采用节点插入技术将源曲线分解为分段Bezier曲线,并进行线性化逼近,通过曲线细分策略使其误差控制在给定的容差ε1内;提出一种给定源点和初始方向的离散化测地线构造算法,以该算法为基础,按照顶点等距方法获得源曲线的初始等距线;以初始等距线作为控制多边形并适当插入一些顶点,构造满足给定容差ε2的G1连续分段Bezier曲线作为源曲线的等距线。等距曲线的整体逼近误差由ε1和ε2之和构成,因此可以实现误差的全局控制。针对曲面上曲线自交点计算工作量大的问题,提出先识别局部自交区域再求自交点的策略,减少了线段求交的计算量。实验结果表明,所提方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的等距计算要求。     

曲线运动导轨的设计方法研究

曲线运动导轨主要应用于轻工机械、非标自动化设备的传动导向,实现机械执行部件曲线运动轨迹的要求。为了满足机械产品工作部件的曲线运动轨迹和运动性能要求,对曲线运动导轨的使用场合和应用形式进行了分析,对曲线导轨的导轨曲线设计方法进行了研究,提出了直接等距法、逼近等距法和多项式法等三种导轨曲线的设计方法,详细给出了各种设计方法的基本原理,提高了曲线导轨的设计精度和导向准确性,进而满足了曲线传动的实际应用要求。     

三弧段等距型面设计参数计算研究

针对某型大功率高速水力测功器主轴三弧段等距型面曲线点样本集（测点）,提出一种简单的参数计算方法。通过该方法得到了三弧段等距型面曲线偏心量、等距值等设计参数,再通过极坐标方程得到三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点。经与实际测点对比,三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点与实际测点基本吻合,两者极径差值随角度在-0.09～0.02mm范围内变化,呈先增、后减、再增的变化趋势,曲线近似呈周期性变化;在160°～180°范围内,三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点与实际测点极径差值随角度增加而增大,原因可能是某型高速水力测功器主轴三弧段等距型面在180°位置附近受力变形或者加工偏差过大;三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点极径相对误差基本控制在0.09%以内,变化趋势与理论坐标点、实际测点极径差值曲线变化趋势基本一致,误差满足工程需要,从而验证了参数计算方法的准确性,所得到的参数可以作为某型高速水力测功器三弧段等距型面曲线的设计参数。     

一个三角网格上曲线的等距线计算方法

鉴于三角网格在图形系统和工业界广为使用,提出了一种三角网格上曲线等距线的计算方法,其曲线表示为位于三角网格的点序列连接而成的空间折线.首先,利用三角网格特性把原始边离散成多条新边;然后,沿等距方向计算各条新边端点的等距点,同时对导致两相邻的等距边断裂的顶点生成相应的近似等距的"圆弧段";在边等距过程中删除局部无效环;依次连接所有的等距点生成一中间等距线;再在中间等距线中删除全局无效环得到等距线.实验表明,该方法可行且快速有效.     

内啮合曲线构型齿轮传动基本原理及接触分析

在齿轮传动共轭曲线理论研究的基础上,以内啮合曲线构型齿轮传动为对象,推导了沿给定接触角方向的空间共轭曲线副啮合方程,建立内啮合条件下空间共轭曲线副表达式,根据空间等距包络方法构建继承内啮合共轭曲线副特性的啮合齿面,通过改变成型曲面的相对运动位置及等距半径,提出凸齿廓-凸齿廓、凸齿廓-平面和凸齿廓-凹齿廓3种接触型式;以空间圆柱螺旋曲线为例,结合理论分析结果及主要设计参数,建立凸齿廓-凹齿廓内啮合曲线构型齿轮副三维实体模型;定义齿面接触点压力角,给出基于空间共轭曲线的齿面滑动率计算算法,完成内啮合齿面接触迹线计算及分析,后续将对齿面啮合性能、接触力学特性及制造方法进行研究。     

三弧段等距型面的几何要素及其加工

三弧段等距型面联接属于无键联接之一,按其结构可分为柱面联接和锥面联接(见图1)。柱面联接只能传递扭矩,锥面联接除传递扭矩外,还可承受轴向载荷。三弧段等距型面联接具有拆装方便,疲劳强度高,能自动定心和制造容易等优点。本文主要论述三弧段等距曲线的形成、几何要素和方程,指出了三弧段等距型面联接轴与孔的加工方法。     

五边形中空管电极电火花加工颗粒增强铝基复合材料的研究及参数优化实验

针对电火花加工颗粒增强铝基复合材料(AMCs),对五边形管电极和圆形管电极做了单因素对比实验,分别讨论电流、占空比、主轴转速、脉宽对其材料去除率的影响,并采用响应曲面法模拟五边形管电极的加工规律曲面。实验结果表明,五边形管电极在不同参数下的材料去除率都优于圆形管电极,最后由响应曲面法得出在峰值电流为15 A,占空比为0.71,主轴转速为1 022.10 r/min,冲液压力为0.53 MPa时,五边形管电极对颗粒增强铝基复合材料的材料去除率最大值为234.213 mm~3/min。     

基于光电测量的等距型面轴的检测

根据等距型面曲线的廓形特征设计了一个新型的等距面轴的检测系统并研究了其检测方法和数据处理,并应用实例与在三坐标测量机上测量的结果进行了相对比较。结果表明该方法适用大批量产品的检测,能够较为精确地检测出等距型面轴的评价参数,对于评价等距型面轴的加工质量有一定的实际应用价值。     

异型齿廓内啮合摆线齿轮泵的研究

在摆线泵的设计中,当外转子圆弧齿廓半径大于短幅外摆线的最小曲率半径时,内转子齿廓成为自相交的分段曲线,所形成的齿廓称为异型齿廓.文章描述了其齿廓形成方法和曲线方程,讨论了设计异型齿廓摆线泵所要满足的连续传动条件、密封条件、强度条件,对基本参数的选择进行了探讨.     

自然方程式在平面连杆机构综合中的应用

相邻两杆间均不能作相对整周转动的平面四杆机构(Nongrashof机构)的连杆轨迹曲线，广泛应用于非等速运动机构中。在连杆曲线以其特征参数分类的基础上，利用其特征参数的自然方程式，将创成曲线与理想曲线一致程度的判定问题，归结为曲线上的特征参数及自然方程式的一致程度的判定，进而用此方法进行了曲线创成机构综合，充分显示了该方法的有效适用性。     

Forecasting material durability at block variable cyclic loading

The possibility of estimating the durability of constructive steels depending on the nature of external irregular cyclic loading, schematized by block loading, is shown. The calculation is based on parameters of an initial durability curve obtained at regular cyclic loading and irregularity parameter estimated by completeness of loading spectrum. It was accepted that the durability curves are equidistant at regular and irregular cyclic loading. The presented methodology provides good results at estimating durability in the region 10³–10⁷ cycles.     

平面曲线的自生长造型

分析了以NURBS为代表的参数曲线表达方式在数控加工应用中的不足,借鉴了生物基于基因控制的生长模式,提出了基于规则控制的平面曲线描述方法,即以步长和转角来描述曲线。针对平面曲线的几种描述方式,给出了相应的提取曲线生长规则的方法,给出了平面曲线的自生长造型实例。并通过设计规则来设计新的曲线,最后将自生长造型应用于数控加工中。     

振动系统动力学模型修正方法比较研究

振动系统的动态特性主要取决于其模态参数.修正动力学模型可以提高分析模型与实际系统二者模态参数的一致性或其频响函数曲线间的相似度.这对于准确、可靠预测振动系统的动态特性或动态响应非常重要.文中概述了模型修正基本理论,并对不同模型修正方法进行比较分析.     

Mathematical model and meshing analysis of internal meshing gear transmission with curve element

A new internal meshing gear transmission with curve element is put forward in this paper. The mathematical principle of tooth profile generation is described based on conjugate curves theory. For a given spatial curve, the meshing equation and its conjugated spatial curve under the motion law were derived. Considering the equidistant kinematic method, general internal tooth profiles models were established by the conjugate-curve pair. Numerical example of the internal gear pair was developed according to gear parameters and gear solid models were established by MATLAB and UG software. Motion simulation result shows that the gear pair satisfies point contact condition and design requirements. Meshing analysis of tooth profiles using FEA method was carried out. Stress analysis results of tooth profiles with single point contact and two points contact were, respectively, obtained. The conclusions lay the foundation for multi-point contact generation and tooth profile design. Also, further studies on transmission characteristics and manufacturing technology of the new gear drive will be carried out.

     

基于平台的产品设计与开发——一个智力密集型支持的方法

通过介绍一个基于产品家族设计与开发,并由智力密集型支持的范例.提出基于综合模型的设计方案,产品家族结构建模的知识支持,产品平台的建立.为智力支持的产品家族设计过程研究和开发了一个系统的方法和相关的技术.可以利用开发信息,建模知识框架与原型系统来获得基于平台产品设计的知识.讨论了基于模块化平台的产品家族设计而开发的一个智力密集型支持系统的问题及条件.     

三相三线制SPWM逆变器死区效应分析

针对死区时间的加入所带来的死区效应(如对输出电压基波和低次谐波含量的影响),建立了定量计算的数学模型,详细分析了不同条件下,死区效应与死区时间、调制系数、开关频率和功率因数角之间的关系。在Matlab上对其进行了Simulink仿真,在一台3 kW三相三线制逆变器上进行了实验。理论分析结果表明,死区时间的引入会降低输出电压基波幅值和增大低次谐波的含量。理论曲线和仿真、实验数据拟合曲线基本吻合,验证了数学模型的正确性。该分析对SPWM逆变器的设计具有一定的参考意义。     

双圆盘变截面摆线传动啮合原理

利用变截面摆线行星啮合副实现无侧隙啮合的新型双圆盘摆线轮行星传动装置。根据微分几何和齿轮啮合原理,采用运动学法建立了平行轴内啮合行星传动的齿廓啮合方程,给出了已知内齿轮齿廓条件下与之共轭的行星轮齿廓方程的一般表达式。论证了变截面摆线行星传动针齿齿廓半径沿轴向变化时所对应的系列短幅摆线互为等距线。针对变截面摆线传动,给出了针齿半径沿轴向线性变化的锥形摆线轮和非线性变化的鼓形行星轮的设计实例。     

Design and machining of the epicycloid planet gear of cycloid drives

This paper presents a mathematical model and design procedures to design the epicycloid planet gear of cycloid drives. It is based on coordinate transformation, envelope theory, and theories of conjugate surfaces, from which the equation of meshing is derived, while the path of machining tools is obtained by the equidistant curve principle. In addition, a program is developed to solve the equations of meshing and conjugate surfaces. Therefore, the epicycloid-profile is obtained. Then, these data are used to construct the 2D drawing and solid modeling of the epicycloid-planet-gear using AutoCAD and Pro/E (a CAD software package), respectively. The CAD data is used for machining, in this case by a wire-cutting machine. The manufactured component is presented to demonstrate that the design procedures and manufacturing are feasible. The design approach and machining method are suitable for applying CAD and CAM in industrial fields.