螺旋展开面计算机辅助几何设计

本文提出一种参数化绘制螺旋叶片展开图的方法及其计算机应用程序。该程序用VBA语言编写，在AutoCAD环境下运行，一旦调用，即可按给定的螺旋叶片的外径D、轴径d、螺距S，自动计算图形尺寸及确定绘图比例，从而绘出有完整尺寸的螺旋面展开图。     

复杂截面螺杆数控铣床包络法加工研究

针对成形法在加工一些变螺距、变深度、变螺棱等复杂的螺杆时存在加工精度低、加工效率不高的缺陷,提出了用包络法加工复杂截面螺杆.文章从数控包络原理出发推导出了变深变螺距螺旋面方程,并将此方程编入数控程序当中,通过加工实例论证其可行性.结果表明:在加工参数相同的条件下,原来的铣床加工600 mm的螺旋槽至少需要50 min,运用包络法原理加工需要45 min,且加工精度明显高于前者.     

等倾角变螺距圆锥螺旋线的几何特性及其作图方法

本文应用微分几何理论和画法几何的图示与图解方法,研究等倾角变螺距圆锥螺旋线的几何特性及其投影图的绘制方法,并得出如下结论:(1)等倾角变螺距圆锥螺旋线展开后是对数螺线,只需计算一个参数值,即可用几何作图方法画出展开图;(2)它的切线与H面相交的轨迹也是对数螺线,而且切线与H面的夹角为常数,即sinθ=cosγcosα;(3)等倾角变螺距圆锥螺旋线的主法线与OZ轴垂直相交。     

斜螺旋面的近似展开

本文用计算法论述了斜螺旋面展开图的近似画法，为斜螺旋面展开图提供亍一个较简便的方法。     

异型螺杆CAD/CAM的研究

讨论了在CAD／CAM系统中几种异型螺杆造型和加工的方法．首先提出利用UG里表达式功能和包裹功能，生成变螺距的螺杆螺旋线的展开线，并用它包裹圆柱生成螺旋线的方法．然后讨论了自动生成加工程序和代码的方法．最后利用生成的加工代码在数控车床上加工出变螺距螺杆的样品。     

双螺杆真空泵工作过程数值模拟

对等螺距和变螺距2种螺杆真空泵分别进行了分析,通过能量守恒、质量守恒方程及泄漏模型分别计算了2种真空泵工作过程中的气体压力变化及极限真空度、功耗、抽速等性能参数,由此搭建了真空泵实验系统试验台,展开了双螺杆真空泵压力变化及泄漏的实验研究,分析了2种真空泵性能差别的原因及变螺距螺杆真空泵的优势,并对变螺距真空泵性能进行了实验研究。数值模拟结果表明,变螺距真空泵不论在极限真空压力,还是在指示功率大小方面,均优于等螺距真空泵。实验结果表明,所建物理模型能很好地描述真空泵的实际工作过程,对于所研究的机型,变螺距齿型相对于等螺距齿型,其极限真空压力从3.75Pa降低到2.32Pa,指示功率降低了11%。以上内容在螺杆真空泵设计和改型,以及螺杆真空泵产品开发和性能的预测方面都有指导意义。     

旋风铣削螺旋面包络线的位置偏差及其影响

旋风铣削加工中,工艺系统的几何误差、热变误差和刚性变化使工件与工具表面交线不是理想的螺旋面包络线,其位置也产生了偏差,影响到加工工件质量.以旋风法应用最多的螺纹加工为例,分析了工件受力与热变形对包络线位置的影响,螺纹中径螺距等衡量互换性重要指标的变化情况及近似计算式,它们随加工点位置不同而不断变化.     

变螺距螺纹数车编程

变螺距螺纹在一些行业的用途极其广泛,数控车床上车削变螺距螺纹,要解决的关键问题之一是加工程序的编写。文章以西门子802D数车系统为例,阐述变螺距螺纹的数控加工原理及参数编程方法,并给出原程序,为生产中解决变螺距螺纹的加工提供参考依据。     

华中数控车床变螺距螺纹程序的编制

华中数控车床目前提供的螺纹加工指令只能编制等螺距螺纹,利用螺纹编程指令G32配合用户宏程序可以编制变螺距螺纹,为了提高螺纹的切削质量,一般采用直进刀切削方式、等面积切削方法车削螺纹,本文详尽叙述了变螺距螺纹程序的编制方法,     

络筒机槽筒变螺距螺旋槽的数控铣削及刀具设计

本文提出了用铣削法加工锥形槽筒变螺距，变深度螺旋槽的工艺；确定了用普通车床改装成铣削变螺距、变深度螺旋槽数控铣床的方案；设计了该机床数控系统的硬件和软件；分析了成形铣刀加工变螺距螺旋槽的误差；提出了成形铣刀的设计方法。     

螺旋线电流轴线上磁场的计算与分析

应用数值模拟的方法，细致地分析了螺旋线电流轴线上磁场随螺距和位置的变化关系．计算结果表明，当螺距较大时，其磁场分布与圆形电流的磁场分布相差很大；但当螺距较小或距螺旋线中心较远处，磁场几乎与圆形电流产生的磁场相当，可用表述圆形电流轴线磁场的简单公式来近似．     

螺旋叶片成形胎具的一种设计方法

运用解析几何方法，从等螺距旋面和螺旋线的参数方程入手，采用坐标系旋转等方面得出螺旋面的有关特性，并根据这些特性提出一种螺旋叶片水平形成胎具的设计方法，使一胎具即可压制多种导程的螺旋叶片。     

工艺参数对楔横轧螺旋齿轴成形的影响

根据楔横轧轧制过程金属体积不变原则,设计固定螺旋升角和变螺旋升角的实验模具,分别用圆坯料和内凹锥坯料在H630楔横轧机上进行梯形螺旋齿轴的轧制实验。研究结果表明:采用圆坯料进行轧制时,易产生轧件齿高不均、螺距不均等缺陷,而内凹圆坯料可以解决齿高不均的问题,最终获得轧制合格齿形的坯料直径经验公式。模具螺旋升角是影响轧件齿形质量的重要参数,模具螺旋升角采用轧件螺旋升角时,轧件齿形端部螺距变大,且出现螺旋痕缺陷。模具螺旋升角选用轧件瞬时直径对应的螺旋升角时,轧件螺距均匀、无螺旋痕缺陷。因此进行楔横轧梯形螺旋齿轴轧制时,选择合适直径的内凹圆锥坯料,采用瞬时变化螺旋升角值,能得到齿形较好的轧件。     

考虑螺距时有限长超导螺线管电流磁场的分布

应用数值模拟方法 ,分析了疏松型超导螺线管电流轴线外的磁场与螺距、长宽比、管内位置的变化关系 .计算结果表明 ,当螺距较大时 ,其磁场分布与密绕螺线管电流的磁场 (均匀磁场 )分布相差很大 ,磁场在空间各个方向都有分量 ,螺距越大 ,长宽比越小 ,垂直于轴线方向的磁场分量越大 ;但当螺距较小 ,长宽比较大或距螺线管中心较近处 ,磁场几乎与密绕螺线管电流产生的磁场相当 ,可用密绕螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似     

基于遗传粒子群算法风电机组变速与变桨系统PI控制器设计

为了提升风电机组的控制精度并降低关键承载部件的载荷情况,通过遗传粒子群方法研究了变速与变桨系统PI控制器的设计。首先,采用泰勒级数将风电机组线性化展开为状态空间方程。然后通过提取输入、输出和平衡点分别构建变速与变桨系统的数学模型。其次,分别采用Routh法和最小二乘法将变速与变桨系统辨识为低阶惯性系统和惯性时延系统。然后分别基于时间加权绝对误差积分准则和Chien-Hrones-Reswick法整定变速与变桨系统PI控制参数。最后,采用帕累托方法分配控制目标的权重关系并基于遗传粒子群算法优化变速与变桨系统PI控制参数,进而采用最小二乘法将其分别与风速和桨距角拟合构建自适应PI控制。结果表明：在变速控制中能够有效提升输出功率并抑制塔架顶部侧向振动;在变桨控制中能够有效平抑输出功率和发电机转速波动并降低叶片根部载荷情况。可见通过遗传粒子群方法设计的变速与变桨系统PI控制器具有良好的有效性和适用性。     

钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究

螺旋铣削作为一种新工艺在钛合金制孔方面得到广泛应用,表面粗糙度是评价钛合金孔加工质量的重要指标。基于Matlab建立钛合金螺旋铣孔表面粗糙度预测模型,开展钛合金螺旋铣孔实验,研究发现:在0.15~0.25 mm/rev范围内,随着螺距的增大,钛合金孔表面粗糙度呈现先减小后增大的变化趋势;在0.03~0.05 mm/tooth范围内,随着切向每齿进给的增大,表面粗糙度呈现先逐渐增大后减小的趋势;类似的,在2 500~3 500 r/min范围内,随主轴转速的提高,表面粗糙度变化曲线呈现先升高再降低的规律,但之后又有平缓上升的趋势。研究结果可为钛合金螺旋铣孔参数优化及表面粗糙的控制研究提供重要实验依据。     

近水面作业的机器人综合减摇研究

近水面作业的机器人会受到波浪干扰力的影响,很难保持稳定的姿态。根据机器人近水面作业时所受到的波浪干扰力的计算方法和机器人六自由度模型的状态空间表达式,计算出适用于变结构控制器的状态空间方程。在此基础上进行了积分变结构控制器的设计过程,然后借助Matlab软件,对机器人的横摇、纵摇运动中带有PID控制器和带有变结构控制器两种情况分别进行仿真,经过对比分析,变结构控制器较好的控制了机器人的姿态。     

基于速度势面元法的风力机风轮三维气动性能预估

大型风力机风轮气动设计和性能分析需要更加准确、快速的预估方法。风力机风轮三维流场具有低Mach数、高Reynolds数的特点,该文把风轮流场简化为有势流场,将叶片表面和尾迹视为有势流场的边界,采用速度势方程作为流动控制方程,使用面元法进行求解,建立了风力机风轮三维气动性能数值计算的模型,并编制了计算程序。同时,还建立了适用于水平轴风力机的尾迹迭代求解方法,考虑了表面摩擦阻力对风轮转矩和推力的影响,提高了计算精度。与实验结果对比证明,该方法具有很好的计算准确性,为进一步研究常规运行工况下的风力机风轮气动性能,特别是大型变速变桨风力机气动性能提供了一个准确、快速的预估方法。     

外啮合高阶分段变性椭圆齿轮虚拟插削与分析

为了探索节曲线内凹的高阶分段变性椭圆(斜)齿轮插削方法,基于外啮合非圆齿轮的运动特征和节曲线规律,建立高阶分段变性椭圆直齿轮展成插削加工数学模型和插齿刀数学模型;利用计算机技术对高阶分段变性椭圆节曲线凹凸性和凹凸部最小半径进行校验;构建直齿高阶分段变性椭圆齿轮齿坯等极角、齿坯等弧长和齿坯等转角插削方案,设计斜齿高阶分段变性椭圆轮的齿坯和插齿刀附加运动,利用Solidworks二次开发功能进行仿真加工。虚拟插削结果表明节曲线内凹的高阶分段变性椭圆(斜)齿轮能采用上述方法进行插削,相同插削效率下,等弧长插削出的高阶分段变性椭圆齿轮齿廓精度一致,其余插削方案各齿廓精度有差异;斜齿轮插削附加运动对齿向精度无影响。