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共轭曲面的数字化方法及共轭鼓形齿联轴器传动研究

肖来元  
【摘要】:随着数字化设计和加工技术的发展,解析曲面的共轭理论已不能满足现代设计与加工技术的需要,因此,迫切需要研究基于离散形式的共轭曲面的数字化方法,建立共轭曲面的数字化方法体系,为数字化曲面的展成加工奠定理论基础。 本文提出的共轭曲面的数字化方法和求解理论,是对传统解析共轭理论的突破和发展,其特征就在于抛开传统共轭曲面理论的繁琐推导与变换,仅借用其共轭条件的构架关系,利用数字方法,借助于计算机即可解决共轭曲面理论中的各种问题。它不但能解决数字化曲面的共轭求解问题,也可解决解析曲面的共轭求解问题,实现了“全数字化”的求解过程,使得已知曲面的坐标点测量、共轭曲面求解和共轭曲面的数控加工成为一个衔接紧密的有机整体。 本文采用Visual C++完成数据的初始处理和人机界面,用MATLAB完成共轭曲面求解中的计算问题,即采用前台VC、后台MATLAB的工作方式,首次开发出了数字化共轭曲面求解软件Conjugater1.0,应用该软件可求到与任意数字母曲面Σ 1相共轭的数字曲面Σ 2。该系统具有较强的适应性,通过修改输入参数就可以实现多种形式的共轭计算,由此可提高共轭曲面设计的自动化程度,拓宽其适用范围。 鼓形齿联轴器是一种性能优良的可移式刚性联轴器,是机械传动的重要部件 ,它能够补偿两轴间径向、轴向、角度及其综合位移,在冶金、采矿、化工、起重、运输等机械设备中具有广泛的应用前景。但鼓形齿联轴器缺乏系统的理论和可靠的设计依据,因此,从理论和实验两方面对该传动件进行全面深入地综合研究,具有很强的理论意义和实用价值。 本文根据共轭曲面理论和啮合原理,创立了共轭鼓形齿联轴器的传动理论和分析策略。对鼓形齿联轴器传动的多齿啮合状态、静力学、动力学、接触强度和弯曲强度等力学特性进行了全面研究;利用自行设计的鼓形齿联轴器专用台架实验装置,进行了鼓形齿联轴器多齿啮合实验和齿面裂纹破坏预警实验。通过理论与实验研究,首次得到了该传动装置的一些有价值的结论,这些结论将对该传动件今后的设计思想产生较大的影响和作用。


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