等距曲面法在圆柱分度凸轮廓面方程设计中的应用

研究了等距曲面法求解圆柱分度凸轮廓面方程的原理,通过实例介绍了利用等距曲面法对凸轮廓面方程进行求解的一般过程,并将等距曲面法与包络法和共轭曲面法相比较.通过计算和比较不难看出,利用等距曲面法在对圆柱分度凸轮廓面方程进行求解时,几何意义明确,概念清晰,求解过程简单,计算效率高.     

弧面凸轮两旋转坐标联动机床非等价加工误差分析

针对利用专用两旋转坐标联动机床加工弧面凸轮产生的加工误差,采用空间啮合原理和旋转变换张量推导了凸轮的理论廓面方程和加工后的实际廓面方程,并利用二元函数非线性方程牛顿迭代法计算出实际廓面法线和理论廓面交点,计算出凸轮廓面误差。误差分析结果显示在停歇段没有误差,在分度段随着凸轮廓面曲率的增大,误差增大;在滚子和凸轮的整个接触线上,离分度盘中心越远,误差越大。     

双停留摆动弧面凸轮廓面建模与分析

摆动弧面凸轮机构的滚轴迹面作为凸轮工作廓面的等距曲面,数学模型相对简单。文中根据空间几何关系,直接求得凸轮滚轴迹面方程,再基于等距曲面法实现了工作廓面数学建模和三维建模,并分析了双停留摆动凸轮机构的初始角位移;利用等距曲面之间的曲率关联性,重点研究了凸轮机构的综合曲率。通过实际算例表明,所建立的工作廓面综合分析方法简捷有效,可以为空间凸轮机构的设计提供一定参考依据。     

圆柱滚子从动件凸轮廓面的等距曲面自动综合

等距曲面法是针对圆柱滚子从动件凸轮廓面综合的新方法,几何意义明确,综合过程简单。从建立柔性凸轮ＣＡＤ系统的角度出发,研究了等距曲面综合过程的自动化问题。由于将理论廓面上法向量的求解提前到理论廓面综合之前进行,使得等距曲面的自动综合成为可能。该自动综合模型在数学模型上将计算机运算和等距面面解析解结合起来,实现了贞轮廓面综合过程的自动化,从而将设计者从繁琐的公式推导中解脱出来。     

新型媒介点啮合弧面凸轮分度机构设计与分析

采用圆锥滚子轮齿创成弧面分度凸轮廓面,与球形滚子齿实现点接触共轭,构建一种新型的点啮合式弧面凸轮分度机构装置,文中给出了该机构的技术实施方案,通过改变球形滚子齿的球体半径来实现可控点啮合,能够提高此机构对制造和安装误差的适应性。运用媒介共轭的原理与方法,分析了此种间歇运动机构的啮合原理,运用给出的媒介曲面(圆锥滚子轮齿廓面)方程获取其创成的分度凸轮廓面方程的基础上,利用圆锥滚子轮齿廓面与球形滚子轮齿廓面间的线接触关系,推导出分度凸轮廓面与球形滚子廓面间的点啮合条件下的接触迹方程及其诱导曲率方程,以此来确定获取此种高副机构最佳点啮合性能情况下共轭轮齿的运动几何参数。     

基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法

针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮单侧面数控加工刀位数据计算的优化算法。所建立的刀位优化算法综合了不可展直纹面侧铣加工的两点偏置算法和三点偏置算法的优点。通过实例对各种单侧面刀轨规划算法进行加工误差综合对比分析,结果表明所建立的刀位计算优化算法正确有效,可显著减小编程误差,为进一步提高弧面凸轮单侧面加工精度和完善加工工艺奠定了扎实的理论基础。     

基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法研究

弧面分度凸轮的工作廓面为复杂的空间不可展曲面,很难采用常规的方法进行测量与评价。通过分析弧面凸轮廓面的特征,结合等距曲面的特点,提出了一种基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法。通过三坐标测量机搭配精密转台构成测量系统,对弧面凸轮工作廓面的特征线进行测量,提高了测量速度,直接对弧面凸轮等距模型轮廓度误差进行评定,避免了测头半径补偿;通过实验验证了测量方法的可行性,对实验结果进行了分析处理,达到了实际需求。研究内容为实现弧面凸轮设计、加工、测量一体化提供了理论依据和关键技术。     

弧面凸轮廓面的新型通用算法

传统的弧面凸轮廓面算法是对滚子廓面进行坐标变换,再利用啮合原理导出接触角的计算公式,联立两方程。其最大的缺点是当滚子廓面不为直线时,其廓面方程无法用显式表达,需要解非线性方程,计算量庞大且不便于对同类问题的集中处理。该算法利用微分几何的曲面理论,能直接计算具有任意滚子廓面形状的弧面凸轮的工作轮廓,方法简单易行,便于推广。     

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。     

圆柱分度凸轮单侧面加工及误差计算方法研究

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵理论，推导了圆锥滚子从动件圆柱分度凸轮的理论工作廓面方程及单侧面加工凸轮实际工作廓面方程；廓面采取单侧面加工时，给出了刀具误差对凸轮廓面法向误差影响的精确计算方法和近似计算方法，解决了空间凸轮廓面误差计算的难题，进一步完善了圆柱分度凸轮机构的设计和制造理论。     

直动从动件凸轮廓线曲率半径的CAD动画计算

用瞬心法对直动从动件凸轮机构进行高副低代得到了等效曲柄滑块机构，推导出了各速度瞬心之间的几何运动关系，论述了凸轮廓线曲率半径图解法的原理，介绍了高速、高精度地计算凸轮廓线曲率半径的CAD动画方法。     

摆动平底从动件凸轮廓线曲率半径计算的新方法

摆动平底从动件凸轮机构经高副低代后 ,得到等效的导杆机构。利用三心定理及弗列登斯坦定理对等效的导杆机构进行运动分析后 ,可以得到确定凸轮廓线曲率半径的图解法。本文在图解法的基础上应用矢量运算法则推导出了摆动平底从动件凸轮廓线曲率半径的计算公式 ,分析了机构的主要尺寸及从动件的运动参数对曲率半径的影响 ,并通过实例验证了该曲率半径计算公式的正确性     

曲线拟合在求解凸轮曲率半径中的应用

曲率半径是凸轮轮廓曲线的重要参数,曲率半径的变化对凸轮机构的运动稳定性有较大的影响。目前凸轮廓线曲率半径的计算方法大多数要求已知凸轮机构的结构参数和凸轮从动件运动规律,而且计算繁杂。详细介绍了曲线拟合中最小二乘法在求解凸轮轮廓曲率半径的使用,通过离散点的几何关系得到拟合曲线,求出曲率半径,然后通过例题结果对比,证明这种方法可行。     

确定凸轮廓线曲率半径的数值微分法

应用数值微分法计算凸轮廓线坐标的一、二阶导数,代入微积分学中曲率半径公式,即得凸轮廓线的曲率半径。用两次计算曲率半径值的办法给出了计算误差的估计式。计算表明该方法在计算精度上足以满足工程上的需要,并能避免烦琐的公式推导。当凸轮廓线由离散值给出时,各种解析法不便应用,采用本法更有其独特的优点。该方法不但适用于推杆为直动、摆动、平底等各种情形,且便于编制各种情况下统一的计算程序。     

Mechanical error analysis of disk cam mechanisms with a flat-faced follower

By employing the concept of equivalent linkage, this paper presents an analytical method for analyzing the mechanical errors of disk cam mechanisms with a flat-faced follower. The resulting error equations do not really involve the location of the curvature center of the cam profile, and locating the curvature center of the cam profile is not essential. The resulting errors are significantly affected by the pressure angle, and the smaller pressure angle will result in the smaller mechanical error. In the worst case, owing to the joined effects of various design parameters, the accuracy of the follower motion may degrade considerably. For the oscillating follower case, all acceleration error functions have a sudden change at every beginning and at every end of the motion even though the theoretical follower displacement is cycloidal motion.     

滚珠型弧面凸轮连续传动机构承载接触分析

在建立滚珠型弧面凸轮连续传动机构数学模型的基础上,得到了弧面凸轮的啮合模型,并进行了齿面接触特性分析。弧面凸轮啮合传动时接触形式表现为球齿面与马鞍面之间的点接触,对点接触形成的椭圆进行了分析,确定了其方向和尺寸。利用曲面上任意点处主曲率的计算方法,得到了接触点处主曲率的变化规律。计算了接触区域最大压应力,分析了弧面凸轮连续传动时接触中心最大压应力的变化规律。所得结论对进一步研究滚珠型弧面凸轮连续传动理论与实际应用具有重要的指导意义,为完善滚珠型弧面凸轮传动机构的设计与制造提供了理论依据。     

速度及加速度曲线的不连续性对凸轮机构的影响

本文论证了若给定运动的速度曲线具有不同连续点时凸轮的实际轮廓,将产生交 或跳跃间断。这样,在不连续附近就不能实现给定的运动。     

Surface density of asperities and real distribution of asperity heights on rubbed surfaces

Methods for obtaining the surface density of asperities and the real distribution of asperity heights, which differs from the distribution appearing on the surface profile curve, are considered for isotropic and anisotropic surfaces. For isotropic surfaces the asperities are assumed to be spherical at least near their peaks, and the surface density of asperities and the real distribution of asperity heights are obtained from the number of asperity peaks within a defined traverse length of the profile curve. For anisotropic surfaces the asperities are assumed to be ellipsoidal at least near their peaks. A method is derived by which the ellipsoidal asperities are replaced by equivalent spherical asperities. Comparison of theoretical and experimental results using Pyrex glass specimens showed that for worn surfaces the experimental and theoretical results agreed.     

凸轮激波滚动活齿传动中心内齿轮齿形分析及仿真

推导了凸轮激波滚动活齿传动中心内齿轮的理论方程及工作齿形方程,给出了齿形的曲率计算公式并对曲率沿齿形分布的特点进行了分析。以PRO/E软件为工具,对内齿轮齿形的几何形状、曲率分布特性及数控加工进行了图形仿真,相关结果对于中心内齿轮的分析、设计及制造具有借鉴意义。