準雙曲面齒輪齒面參數(shù)化和接觸可視化方法研究.pdf

1、當(dāng)今信息時代，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，傳統(tǒng)學(xué)科正在信息技術(shù)帶動下煥發(fā)新的活力，各學(xué)科之間不斷相互補充、交叉、滲透，從而使其理論研究范圍和應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷拓展。傳統(tǒng)機械學(xué)在其研究對象、內(nèi)容、理論與方法等方面也正經(jīng)歷著深刻變革，以使自身提高到與信息產(chǎn)業(yè)革命及其他學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)的層次，其中準雙曲面齒輪傳動就是一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。 本文在國內(nèi)外對準雙曲面齒輪研究的基礎(chǔ)上，本著繼承中求發(fā)展、求創(chuàng)新的思想，從齒輪幾何參數(shù)計算入手，在幾何參數(shù)計

2、算方法、齒面參數(shù)化方法、齒面共軛接觸點搜索策略、幾何模型和接觸模型的構(gòu)造和可視化等方面進行探討，取得了一些研究成果。 在格里森公司基于人工手算的幾何參數(shù)計算方法的基礎(chǔ)上，將原16個方程的幾何參數(shù)計算方程組擴大為20個方程，公式計算的順序按三層結(jié)構(gòu)分別用于對三個幾何參數(shù)做出精確計算，解決了格里森計算方法計算精度不足、參數(shù)最終計算結(jié)果與預(yù)設(shè)值相差較大的難題，提高了參數(shù)求解的精度和迭代過程的穩(wěn)定性。 提出了以切齒參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、和歸一化參數(shù)構(gòu)造參數(shù)化齒面的方法，推導(dǎo)了三種參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，統(tǒng)一了齒面位置點的定義，為幾何模型和接觸模型的構(gòu)造和可視化奠定了基礎(chǔ)；提出了四次Hermite參數(shù)曲線插值原理，及其在齒根過渡曲線上的應(yīng)用，在齒面參數(shù)化的基礎(chǔ)上給出了參數(shù)化齒面、齒面點定位與齒面細化、端面輪廓曲線和整體齒輪等幾何模型的構(gòu)造和可視化方法；根據(jù)Hertz接觸理論提出了三維齒面上瞬時接觸橢圓的兩種求解方法——投影法和橢圓函數(shù)法，對邊界接觸橢圓按照齒面邊界進行了裁剪

4、，將瞬時接觸橢圓在三維齒面上真實地表達出來。為獲得更加逼真的可視化效果，將瞬時接觸橢圓區(qū)描述為多層結(jié)構(gòu)，通過定義不同的顏色屬性，使齒面瞬時接觸橢圓與對滾機檢測的實際齒面接觸斑點相比更加真實，為理論接觸仿真與實際接觸斑點之間的數(shù)字化對比提供了很好的可視化平臺。 在探討了“失配”齒面共軛接觸點計算方法中純數(shù)學(xué)方法所具有的局限性后，提出了橢球面接觸分析方法，以橢球面替代共軛曲面，以橢球面共軛接觸點來逼近共軛曲面接觸點的搜索策略，利用橢