基于NURBS和小波的螺旋锥齿轮的齿面重构及其数控加工
发布时间：2021-06-08 04:12
汽车行业的快速崛起与重载机械的迅猛发展使螺旋锥齿轮的需求量剧增;同时,车辆运行安全性与平稳性的性能指标的提高对螺旋锥齿轮的加工精度,加工效率提出了更高的要求。如何提高螺旋锥齿轮的加工精度与加工效率一直是研究的热点问题,加工设备的升级、加工过程中的反调修正、加工完成后的齿面处理等方面的研究从未停止。目前,螺旋锥齿轮的加工主要使用专用设备,同时,其互换性差或不具备互换性,核心技术被国外垄断。本文以螺旋锥齿轮的数字模型建立为基础,以通用数控铣床为工具展开关于提高螺旋锥齿轮加工精度方面的研究,具体分为以下几个方面:（1）为弥补共轭曲面原理为理论依据的设计缺陷,实现螺旋锥齿轮的精确建模。本文以球面渐开线理论为齿面设计依据,以切齿加工原理为螺旋线的设计参考,NURBS理论为齿面拟合方法,完成齿轮的参数化设计,为提取给定参数下的螺旋锥齿轮齿面离散点编写了完整的计算程序,实现螺旋锥齿轮三维数字模型的建立。（2）提出了以小波多分辨率表示方法为依据的齿面优化方案,通过对齿面控制点的去高频处理,在保证齿面拟合精度的前提下降低齿面的复杂程度,提高齿面的光顺性。为基于通用数控机床加工螺旋锥齿轮提供数字模型。（3...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一对啮合螺旋锥齿轮为提高加工精度与加工效率，国内外专家学者从数字模型的设计，加工方法
a.通用数控铣床的数控加工 b.专用数控铣齿机床加工图 1-2 螺旋锥齿轮的数控加工.2.2 螺旋锥齿轮数字模型三维数字化模型作为数控加工的参考依据，数字模型的精度与光顺性直接着螺旋锥齿轮的加工质量，而且数字模型作为螺旋锥齿轮应力分析、强度分析面接触分析的依据[15]，构造符合实际啮合要求的高精度数字模型显得非常重如今,螺旋锥齿轮的数字模型的建立主要以共轭曲面原理为理论依据[16-17]，奥康锥齿轮及格里森锥齿轮的啮合面均为近似共轭曲面，这导致构建出的齿轮面轮廓线为近似的球面渐开线，存在原理性的误差，给齿轮设计与传动带来定的缺陷：
新疆大学硕士研究生学位论文现了齿面三阶接触性能的控制，优化了齿面的接触性能，唐进元[4]法使齿面接触分析的稳定性问题和计算效率问题得到了优化。在机同样发展迅速，从传统摇台型机床（见图 1-3）到七轴五联动的数用了十几年的时间，这离不开大批高等院校与科研机构的努力，如庆大学，湖南株洲齿轮厂等为数控机床的开发上做出了大量的贡献目前的发展趋势上来看，高精度数控加工必将成为螺旋锥齿轮的主在此基础上，为齿面接触分析提供精确的数字模型以及如何提高数减少后续处理依旧是研究的热点方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法[J]. 刘献礼,周肖阳,李茂月,丁云鹏,丁文彬. 机械工程学报. 2017(03)
[2]对数螺旋锥齿轮的研究现状和发展趋势[J]. 李强,蒋建锋,常云龙,闫洪波,李丽. 工具技术. 2016(07)
[3]机械工业“十三五”发展纲要解读[J]. 机械研究与应用. 2016(03)
[4]“十三五”将是中国汽车行业发展的最好时期[J]. 李稻葵. 中国经贸导刊. 2016(16)
[5]球面渐开线齿面的形成理论及其NURBS精确拟合方法[J]. 丁撼,阿达依·谢尔亚孜旦. 中南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[6]球面渐开线对数螺旋锥齿轮计算与实体建模[J]. 李强,闫欢,闫洪波,李丽. 机械设计与制造. 2014(10)
[7]球面渐开线齿形的螺旋锥齿轮NURBS设计[J]. 孙中飞,阿达依·谢尔亚孜旦,丁撼. 工程设计学报. 2014(03)
[8]NURBS曲面多分辨率光顺拼接及其在复杂产品变形设计中的应用[J]. 程丰备,刘振宇,谭建荣,裘辿,方锡武. 计算机辅助设计与图形学学报. 2012(12)
[9]NURBS插补方式对数控铣削加工质量的影响[J]. 霍亚光,宋绪丁,刘海明. 现代制造工程. 2012(08)
[10]异型石材样件的数控加工与仿真[J]. 吴玉厚,高强,赵德宏. 机械. 2011(10)
博士论文
[1]螺旋锥齿轮电化学光整加工技术基础研究[D]. 阿达依·谢尔亚孜旦.大连理工大学 2007
[2]螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D]. 李小清.华中科技大学 2004
[3]高重合度弧齿锥齿轮的设计理论及实验研究[D]. 邓效忠.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]基于直线逼近的螺旋锥齿轮数字化模型的基础研究[D]. 艾力保·拜山巴依.新疆大学 2017
[2]基于五轴加工中心的螺旋锥齿轮加工刀具轨迹规划研究[D]. 王贞宇.沈阳工业大学 2012
[3]运用产形线法切削齿面的螺旋锥齿轮设计[D]. 范海滨.吉林大学 2011
[4]球面渐开线斜齿锥齿轮切齿法研究[D]. 蔡森叶.吉林大学 2011
[5]NURBS曲线曲面的小波分析与重构[D]. 高晓爽.哈尔滨理工大学 2009
本文编号：3217671
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一对啮合螺旋锥齿轮为提高加工精度与加工效率，国内外专家学者从数字模型的设计，加工方法
a.通用数控铣床的数控加工 b.专用数控铣齿机床加工图 1-2 螺旋锥齿轮的数控加工.2.2 螺旋锥齿轮数字模型三维数字化模型作为数控加工的参考依据，数字模型的精度与光顺性直接着螺旋锥齿轮的加工质量，而且数字模型作为螺旋锥齿轮应力分析、强度分析面接触分析的依据[15]，构造符合实际啮合要求的高精度数字模型显得非常重如今,螺旋锥齿轮的数字模型的建立主要以共轭曲面原理为理论依据[16-17]，奥康锥齿轮及格里森锥齿轮的啮合面均为近似共轭曲面，这导致构建出的齿轮面轮廓线为近似的球面渐开线，存在原理性的误差，给齿轮设计与传动带来定的缺陷：
新疆大学硕士研究生学位论文现了齿面三阶接触性能的控制，优化了齿面的接触性能，唐进元[4]法使齿面接触分析的稳定性问题和计算效率问题得到了优化。在机同样发展迅速，从传统摇台型机床（见图 1-3）到七轴五联动的数用了十几年的时间，这离不开大批高等院校与科研机构的努力，如庆大学，湖南株洲齿轮厂等为数控机床的开发上做出了大量的贡献目前的发展趋势上来看，高精度数控加工必将成为螺旋锥齿轮的主在此基础上，为齿面接触分析提供精确的数字模型以及如何提高数减少后续处理依旧是研究的热点方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法[J]. 刘献礼,周肖阳,李茂月,丁云鹏,丁文彬. 机械工程学报. 2017(03)
[2]对数螺旋锥齿轮的研究现状和发展趋势[J]. 李强,蒋建锋,常云龙,闫洪波,李丽. 工具技术. 2016(07)
[3]机械工业“十三五”发展纲要解读[J]. 机械研究与应用. 2016(03)
[4]“十三五”将是中国汽车行业发展的最好时期[J]. 李稻葵. 中国经贸导刊. 2016(16)
[5]球面渐开线齿面的形成理论及其NURBS精确拟合方法[J]. 丁撼,阿达依·谢尔亚孜旦. 中南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[6]球面渐开线对数螺旋锥齿轮计算与实体建模[J]. 李强,闫欢,闫洪波,李丽. 机械设计与制造. 2014(10)
[7]球面渐开线齿形的螺旋锥齿轮NURBS设计[J]. 孙中飞,阿达依·谢尔亚孜旦,丁撼. 工程设计学报. 2014(03)
[8]NURBS曲面多分辨率光顺拼接及其在复杂产品变形设计中的应用[J]. 程丰备,刘振宇,谭建荣,裘辿,方锡武. 计算机辅助设计与图形学学报. 2012(12)
[9]NURBS插补方式对数控铣削加工质量的影响[J]. 霍亚光,宋绪丁,刘海明. 现代制造工程. 2012(08)
[10]异型石材样件的数控加工与仿真[J]. 吴玉厚,高强,赵德宏. 机械. 2011(10)
博士论文
[1]螺旋锥齿轮电化学光整加工技术基础研究[D]. 阿达依·谢尔亚孜旦.大连理工大学 2007
[2]螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D]. 李小清.华中科技大学 2004
[3]高重合度弧齿锥齿轮的设计理论及实验研究[D]. 邓效忠.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]基于直线逼近的螺旋锥齿轮数字化模型的基础研究[D]. 艾力保·拜山巴依.新疆大学 2017
[2]基于五轴加工中心的螺旋锥齿轮加工刀具轨迹规划研究[D]. 王贞宇.沈阳工业大学 2012
[3]运用产形线法切削齿面的螺旋锥齿轮设计[D]. 范海滨.吉林大学 2011
[4]球面渐开线斜齿锥齿轮切齿法研究[D]. 蔡森叶.吉林大学 2011
[5]NURBS曲线曲面的小波分析与重构[D]. 高晓爽.哈尔滨理工大学 2009
本文编号：3217671
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