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基于齐次变换矩阵的平面包络环面蜗杆数字化建模

发布时间:2018-03-16 14:28

  本文选题:环面蜗杆 切入点:啮合原理 出处:《郑州大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:平面包络环面蜗杆具有多齿啮合、瞬时双线接触、承载能力大、传动效率高、容易自动润滑、寿命长等优点,广泛应用于减速装置、矿山机械装置、轧钢机的压下装置中。目前平面包络环面蜗杆的计算机建模以及数控加工还存在诸多问题,影响了环面蜗杆的推广和使用,因此对环面蜗杆进行计算机实体建模以及数控加工制造研究具有很大的实际意义。论文首先论述了环面蜗杆的发展状况,环面蜗杆的特点以及在国内外的研究成果,并对存在的问题进行了简单的分析和探讨。根据齐次变换矩阵和空间啮合理论,推导出了平面包络环面蜗杆传动的啮合方程以及齿面方程,得到了环面蜗杆的理论数学模型,为后面的数字化建模打下基础。以得到的理论齿面方程为基础,依靠Matlab的数值计算能力以及编程能力,对齿面方程进行编程,并用Matlab对齿面方程进行建模仿真,得到环面蜗杆的仿真图形;然后运用VB对Solidworks进行二次开发,使齿面点输入到Solidworks中,运用API函数对齿面点进行处理后生成实体,最终得到环面蜗杆的三维实体模型。对数控加工理论以及具有X、Z、C的数控车床进行了简单阐述;然后运用空间转换矩阵将螺旋线方程转换到一个固定坐标系中,将数据转换成走刀数据,并阐述了环面蜗杆的数控加工原理;最后用Vericut建立虚拟车刀和车床,选择要运用的数控系统,把数控程序导入Vericut中进行仿真车削,从而验证该加工原理的合理性。最后对加工原理进行了误差分析,将数控车床作为环面蜗杆的粗加工或者半精加工,为环面蜗杆精加工提供了基础。
[Abstract]:The planar enveloped toroidal worm has the advantages of multi-tooth meshing, instantaneous double-wire contact, large load carrying capacity, high transmission efficiency, easy automatic lubrication, long life and so on. At present, there are still many problems in the computer modeling and NC machining of the planar enveloping toroidal worm, which affect the popularization and use of the toroidal worm. Therefore, it is of great practical significance to study the computer solid modeling and NC machining of the toroidal worm. Firstly, this paper discusses the development of the toroidal worm, the characteristics of the toroidal worm and the research results at home and abroad. On the basis of homogeneous transformation matrix and space meshing theory, the meshing equation and tooth surface equation of planar enveloped toroidal worm transmission are derived, and the theoretical mathematical model of toroidal worm is obtained. Based on the obtained theoretical tooth surface equation, the tooth surface equation is programmed by the numerical calculation ability and programming ability of Matlab, and the tooth surface equation is modeled and simulated by Matlab. The simulation figure of the toroidal worm is obtained, and then the secondary development of Solidworks is carried out by using VB, the tooth surface point is input into Solidworks, and the tooth surface point is processed by API function, and the entity is generated after processing the tooth surface point. Finally, the three-dimensional solid model of toroidal worm is obtained. The theory of NC machining and the NC lathe with XPZ C are briefly described, and then the helix equation is transformed into a fixed coordinate system by space transformation matrix. Finally, the virtual turning tool and lathe are built with Vericut, and the NC program is introduced into Vericut for simulation turning. Finally, the error analysis of the machining principle is carried out, and the NC lathe is regarded as the rough or semi-finished machining of the toroidal worm, which provides the basis for the precision machining of the toroidal worm.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH132.44

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本文编号:1620320

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