基于离散面片的层次化装配模型

提出了一个基于离散平面的层次化装配模型。通过将一般CAD模型进行零件曲面离散、信息转换等操作建立离散面片模型，并给出了曲面离散化的方法。离散面片模型大大提高了装配规划中干涉检查、碰撞检测及显示等方面的效率。     

用圆盘铣刀加工直齿圆锥齿轮的工艺

1直齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮通常传动比范围为1~8,最大传动功率小于370kW,最大圆周速度小于5m/s,传动效率97%~99.5%,其传动机构多用于机床、汽车、拖拉机及其他机械中轴线相交的传动。直齿圆锥齿轮采用收缩齿,即从齿的大端(齿轮的外端)沿分度锥母线到齿的小端(齿轮的内端),齿高逐渐降低。直齿圆锥齿轮齿线为直线,并相交于节锥顶,所以齿高通常都是由大端到小端逐渐收缩。该种齿轮根据齿顶间隙(顶隙)的     

基于pro/e的参数化直齿圆锥齿轮的设计与实现

本文论述了在Pro/E Wildfire环境下,利用软件自身的开发工具:参数化设计、关系式、族表功能以及Pro/Programe来建立圆锥齿轮的参数化造型设计的方法,从而方便、快捷地获得了任一标准模数的圆锥齿轮,成功实现了Pro/E系统环境下的圆锥齿轮参数化设计方式的实现。     

高效可靠的边界层网格分块层进生成算法

为了提高复杂3D外形的边界层网格生成速度,提出一种基于离散中轴面的前沿分块层进算法.以闭合的边界三角形网格作为输入,在内部生成只含边界点的约束Delaunay三角化背景网格,聚集所有四面体的外心构成离散的中轴面.根据边界面片离中轴面的距离,将边界面片分为2类:快速推进的开阔区域面片和逐层推进的狭窄区域面片.在IntelXeonX5650CPU的单核上对NASA通用研究模型的边界层网格剖分结果表明,该算法的剖分效率是传统层进法或膨胀法的10倍以上,且完成106量级边界面片的分块只用了若干秒.     

基于FFT的三维CAD模型形状描述

针对三维CAD模型,以快速傅立叶变换为基础,建立了一种CAD模型几何形状描述方法.首先,在对模型几何面进行统一表示的基础上,根据模型边界表示中的面片邻接信息,采用完全图旅行商回路算法建立模型的面片序列,并由参考模型保证面片序列的一致性;然后,根据面片序列将模型几何信息转换为5个一维离散信号,并对信号进行采样和幅度缩放,通过快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)将信号转换到频域,以频域振幅作为三维CAD模型几何形状的描述.如果忽略面片序列引起的偏差,该方法描述模型几何形状的能力与FFT描述离散信号的能力类似.通过实例阐述了描述方法的直观可解释性.     

基于Solid Edge的直齿圆锥齿轮建模研究

在开发新型多路供货机构的单动力驱动动力分配箱时,采用了圆锥齿轮。该设备对齿轮精度要求高,采用传统方法设计难以达到。因此,采用Solid Edge对齿轮进行设计、建模后直接进行数控加工,在参数和材料不变的情况下提高了齿轮的精度和承载能力。这项研究基于Solid Edge 平台与Excel 数据的有机结合。该设计方法应用在各种规格单动力驱动动力分配箱中的圆锥齿轮,并对复杂零件的精确建模有参考价值。     

STL面片邻接拓扑关系重构及其应用

STL文件描述的是一种离散的实体表面三角面片模型,在实际处理中一般需要重新构造其邻接拓扑关系(包括面片的邻接面、顶点的邻接面、邻接顶点等关系）。而剔除STL面片数据中的冗余顶点是重构的关键,该算法已经成功应用于三维真实感注塑模流动模拟软件的3D图形处理。     

雕塑实体模型与多面体实体模型映射的研究

讨论了雕塑实体模型与多面体实体模型间映射问题 ,介绍了保持Brep拓扑结构一致性约束下面片合成、曲面离散等算法。     

圆锥齿轮实体参数化逆向造型设计

提出实体参数化逆向造型设计的方法，介绍应用该方法开发圆锥齿轮三维实体参数化造型设计系统的过程。采用小型CAD软件的基本造型功能对圆锥齿轮三维基体作造型设计，再利用其宏记录自动生成程序的功能将宏文件和齿形生成程序结合，在Visual Basic环境下实现圆锥齿轮基体与齿形三维实体参数化逆向造型设计。旨在提供一种对CAD软件二次开发的新方法，使设计者掌握运用该方法对复杂三维实体进行参数化设计，从而提高开发小型CAD软件的能力。     

适用图形硬件的分格化算法与设计实现

曲面离散就是把一个曲面进行分格化,以产生一系列简单凸多边形的技术.分格化是曲面离散中的一个重要步骤,也是Direct3D11标准中的一个重要组成部分.针对分格化功能的硬件实现,提出一种对四边形和三角形面片的分格化处理优化算法,分为面片的内部区域、边界区域处理以及参数坐标生成3个部分.面片的内部区域处理通过对粗略分块和精细划分的配置达到计算量的平衡;面片边界区域处理实现内部和外部边界节点编号的交替增长;参数坐标生成模块将面片节点编号转换为该点所在域的参数坐标.该算法采用了定点数的加法和比较操作来实现,仅在初始化时才需要少量的乘除法操作;并采用时间和空间并行的体系结构进行了硬件设计.最后,通过仿真验证了算法的正确性以及所提出设计的高效性.     

齿轮齿根应力和轮齿变形的三维整轮仿真

使用高性能并行计算机和ANSYS有限元软件,通过精确产生齿根过渡曲线和齿轮三维实体模型,建立可靠的高精度的有限元网格模型和计算模型.使用三维20节点等参单元计算,仿真一个真实齿轮整体模型的三维齿根应力和轮齿变形.二维模型和三维等效模型的仿真计算误差和可靠性对比表明,该方法可为计算齿根应力和轮齿变形提供参考.     

The meta-defect-detection system for gear pitting based on digital twin

Gear pitting is a typical surface defect, and its accurate three-dimensional (3D) detection is significant for the operation and maintenance of equipment. Therefore, this paper develops a 3D gear pitting detection method based on digital twin. Firstly, a geometric model of gear pitting is built to expand the samples which are helpful improving the detection accuracy. Secondly, based on the gear pitting model and Unity, a virtual fringe projection profilometry (FPP) system is established in the metaverse for generating the deformation fringe patterns and retrieving their phases. To improve the accuracy of pitting detection, a gear pitting detection network (GPD-Net) is proposed. It can not only extract local and global characteristics from different spaces and scales but also fuse these features via the proposed attention-based conditional random field modules. Thus GPD-Net can retrieve the high-precision wrapped phase by a single fringe pattern. Meanwhile, an FPP system is built in the physical world, and the reconstructed actual point cloud images are imported into the virtual FPP system for the precise measurement of gear pitting. The developed measurement system can be regarded as a meta-defect-detection system. The experimental results show the superiority of GPD-Net over the state-of-the-art phase retrieval algorithms and the effectiveness of the proposed three-dimensional gear pitting detection method. The proposed 3D detection method based on FPP is not limited by the fault type, and it can be effectively applied to the 3D measurement of various surface defects.     

机器人柔性关节准椭球面齿轮传动齿形分析与设计

本文就机器人柔性关节准椭球面齿轮传动的齿形问题作了分析研究,其凸齿齿形是以圆锥面代替了以往采用的渐开线回转面,使加工制造大为简化,文中又依据空间双自由度啮合理论,推导出啮合方程组及凹齿齿面方程,对四齿齿廓的几何特征作了分析并给出了齿廓坐标的计算方法.最后还对重合度进行了研究和计算.其结果证明该种准椭球面齿轮副传动可实现连续传动,     

Precise Design and Stress Analysis of Straight Conical Gear

1 Introduction Straight conical gears are widely used in power transmission between perpendicular shafts. In the last few decades, there has been a growing interest in conical involute gears. Apart from being frequently used in anti-backlash schemes, they are, according to Mitome, also used as reduction gears[1], miter gears, trimming gears and differential gears. The conical involute gear, which is also called beveloid gear by some authors, is an involute gear with tapered tooth thickness, t…     

复杂空间曲面零件实体造型研究

将机械零件加工方法引入ＡｕｔｏＣＡＤ实体造型中,模仿机械加工方法,用ＡｕｔｏＬＩＳＰ编写ＡｕｔｏＣＡＤ实体造型驱动程序,实现了空间圆柱凸轮、弧面分离凸轮,蜗形凸等复杂空间曲 体图的状速,准确绘制。     

锥齿轮齿根应力有限元模型和分析

从齿轮加工原理出发,利用渐开线和齿根过渡曲线方程生成轮齿的精确齿形,建立2种等效直齿锥齿轮三维轮齿几何模型,研究渐开线直齿锥齿轮的精确建模方法.分别使用h-单元和p-单元分析计算直齿锥齿轮齿根应力,建立直齿锥齿轮三维轮齿齿根应力有限元计算模型和计算基准.计算结果与ISO国标公式比较,证明模型的正确性、精确性和可靠性.     

减速器虚拟拆装实验系统的构建

针对当前实验课程的设备台套数和场地等的不足,分析了国内外虚拟实验室的现状与特点,在研究Cult3D构建交互式三维虚拟场景的过程、方法和相关技术的基础上,以齿轮减速器为例,利用Cult3D及其它相关软件工具,构建了一个基于网络的齿轮减速器虚拟拆装实验,该实验系统具有三维、动态性、交互性、低带宽网络传输等特性,克服了传统实验的不足,在实际应用中取得了良好的效果。     

四次Hermite曲线的构造及其特性

在Hermite曲线插值理论基础上,针对工程应用中的特殊要求,提出了四次Hermite捅值曲线的概念．所构造的四次Hermite曲线满足给定点位置矢量和一阶导数矢量的条件,保证构造曲线处于给定锥面上,达到准双曲面齿轮轮廓曲线的插值精度要求．     

New geometry of face worm gear drives with conical and cylindrical worms: generation,simulation of meshing,and stress analysis

New geometry of face worm gear drives with conical and cylindrical worms is proposed. The generation of the face worm gear is based on application of a tilted head-cutter (grinding tool) instead of application of a hob applied at present. The generation of a conjugated worm is based on application of a tilted head-cutter (grinding tool) as well. The bearing contact of the gear drive is localized and is oriented longitudinally. A predesigned parabolic function of transmission errors for reduction of noise and vibration is provided. The stress analysis of the gear drive is performed, the contacting model is designed automatically. The developed theory is illustrated with numerical examples.     

三维数字化设计软件二次开发平台技术的应用

二次开发平台是三维数字化设计软件的重要组成部分,该文介绍了三维数字化设计软件二次开发平台技术的发展状况,研究了国产三维数字化设计软件“CAXA实体设计”二次开发平台的关键技术,给出了一个在CAXA实体设计上所做的复杂二次开发实例：基于加工过程的弧齿锥齿轮三维数字化造型。