基于DM6446齿轮尺寸参数图像测量算法设计

该文采用机器视觉方式实现齿轮尺寸参数的非接触式测量.算法首先采用摄像机标定算法,对采集的图像进行畸变矫正.并对该图像进行一系列图像处理,提取齿轮的轴心圆所对应的前景象素点作为样本点,并利用二维灰度矩边缘定位法,对样本点进行亚象素定位.利用最小二乘法拟合出齿轮的轴心圆、齿根圆及齿顶圆.最后,求出齿轮的尺寸参数.该文在TI公司推出的Davinci系列DSP处理器TMS320DM6446上实现提出的齿轮的尺寸参数测量算法.     

圆弧齿轮M值的测量

介绍了圆弧齿轮肼值的测量方法和数值计算公式．在加工大型圆弧齿轮的轮齿时，特剐是在齿面较硬的情况下。测量朋值可以避免测量公法线长度时受齿宽的限制，避免测量弦齿厚、弦齿深时受齿坯外圆直径加工误差的影响厦测量齿根圆直径时受刀具齿顶圆弧磨损的影响．从而准确地测量轮齿的径向加工尺寸，降低加工成本、提高生产效率和产品质量。     

渐开线直齿齿轮的齿廓形状优化

本文以齿根疲劳弯曲应力最小为目标,对渐开线直齿齿轮的齿廓进行形状优化。采用混合离散连续变量的优化方法,分别研究了非标准和标准齿形的最优廓形,避免采用连续变量优化时由于圆整而引起的最优解的非最优性甚至不可行的可能性。优化结果表明:齿根圆角半径对齿根弯曲应力影响最大,齿顶高系数次之。弯曲应力随齿根圆角半径的增大而减小,随齿顶高系数的减小而减小。在非标准和标准齿形参数情况下,齿根弯曲应力分别下降27.7%和24.8%。     

蜗杆传动参数对最小油膜厚度的影响及其摩擦学公式的设计

基于蜗杆传动的弹流润滑,建立了蜗杆传动的理论模型.采用复合直接迭代法求解最小油膜厚度,并利用MATLAB软件对最小油膜厚度进行了计算,探讨了蜗轮蜗杆的关键性参数对油膜厚度的影响.研究结果表明:在数值选取范围内,最小油膜厚度随蜗杆分度圆导程角、蜗杆头数、转速及蜗轮直径的增大而增大,随蜗杆输入功率和载荷系数的增大而减小; 蜗杆齿顶圆上的最小油膜厚度比齿根圆上最小油膜厚度大; 将本文的强度设计公式(5)和润滑设计公式(8)进行联立计算,得到摩擦学设计公式.     

基于Pro/E的弧齿锥齿轮参数化精确建模

以啮合原理为基础,在Pro/E环境下研究了弧齿锥齿轮三维精确设计方法。通过齿轮曲线方程生成齿槽大、小端球面渐开线以及齿根、齿顶处的齿形曲线,并沿齿宽方向插入若干辅助球面渐开线;利用边界混合功能沿各渐开线及齿形曲线扫描建立齿槽齿面片体,由其切割齿形坯得到齿槽实体;将齿槽实体和齿形坯进行布尔减运算并环形阵列,最后添加轮毂实体,从而实现了弧齿锥齿轮的参数化精确建模。经虚拟装配检验,齿轮副啮合过程中无干涉现象发生。文中的参数化精确建模方法为弧齿锥齿轮三维设计与分析提供了有效途径。     

齿根过渡曲面对正交面齿轮弯曲强度影响

为更加真实有效地分析正交面齿轮弯曲强度,本文推导了正交面齿轮齿面方程及齿根过渡曲面方程,构建了正交面齿轮的全部齿廓,并利用Pro/E软件分别生成了两种全齿廓正交面齿轮三维实体模型。基于内切抛物线理论分析论证了正交面齿轮的最大弯曲应力位置是在沿齿高方向齿面的上半部分而非齿根处。利用ANSYS软件分别对齿顶圆角和齿顶尖角插齿刀所切制的两种面齿轮三齿模型进行了弯曲强度分析。研究结果表明,齿顶圆角插齿刀所切制的齿根过渡曲面提高了正交面齿轮的弯曲强度。     

基于AutoCAD渐开线直齿圆柱齿轮的自动三维建模

渐开线圆柱齿轮三维建模的重点和难点在于轮齿端面轮廓的绘制。利用渐开线的参数方程式并通过AutoLISP编程绘制出端面齿廓一侧的渐开线;在对轮齿端面齿廓进行几何分析与计算的基础上,确定并绘制出其对称线及齿顶圆弧,并利用该对称线通过镜像获得轮齿端面齿廓另一侧的渐开线。然后利用AutoCAD的"复制"、"画圆"、"裁剪"、"多段线编辑"、"阵列"、"拉伸"等命令实现圆柱齿轮的三维建模。     

渐开线直齿圆柱齿轮参数的测量与计算

本文阐述了渐开线直齿圆柱齿轮齿顶圆直径的测量与齿轮模数,变位系数,压力角等参数的确定方法和步骤。     

用圆棒(球)跨距测量法确定园柱齿轮齿厚公式的改进

用“圆棒(球)跨距”确定齿厚,不受齿顶圆直径误差的影响,测量精度较高,尤其适用于齿宽小的外啮斜齿轮和内啮圆柱齿轮。本文介绍了选定圆棒直径的原则、计算方法;确定“圆棒(球)跨距”应满足的基本条件、计算公式、计算方法;并就1989年出版的《机械工程手册》表32—2—11 中所列斜齿轮的钢球中心处压力角的计算公式进行改进。     

滚子链链轮铣刀分号方法和设计齿数的选择

本文从链传动中,滚子啮入链轮不产生干涉所需最小间隙出发,计算出加工每组中最小齿数链轮需要的铣刀设计齿数,并按照铣刀设计齿数的齿顶位于所加工齿数范围中最小和最大齿数齿顶的中间位置,求出铣刀加工的最大齿数,从而建立了链轮铣刀的合理分号制度及各号铣刀齿形的最佳设计方案,所得结果与美国现行的链轮铣刀标准完全一致。     

单面瓦楞机高速瓦楞辊齿形参数的优化设计

以瓦楞辊的运动学性能参数为目标函数,以齿顶、齿根圆弧半径（ｒ１,ｒ２）及齿顶、齿根圆弧的圆心所在圆的半径（Ｒ１,Ｒ２）等参数为设计变量,以ＭＡＴＬＡＢ语言工具籍为工具,得出在满足原纸最大张力、进纸速度、折楞率、齿形角、楞高等约束条件下的最优齿形参数。     

内置式永磁电机齿槽转矩削弱方法研究

为抑制永磁同步电机齿槽转矩,减少电机振动与噪声,提出一种定子齿顶开辅助槽与转子外圆偏心的结构来抑制齿槽转矩,提升电机的输出性能.首先建立了定子齿顶开槽前后与主气隙分布函数解析式,分析定子开槽与电机主磁场分布及齿槽转矩的关系,同时分析了转子外圆偏心后对齿槽转矩的影响.以内置3相8极48槽V型永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿顶辅助槽个数、槽宽、槽深、槽位置以及转子外圆偏心距等参数进行优化对比分析,获得最优的参数匹配.结果表明：定子齿顶双矩形对称开槽以及转子外圆偏心的方式能有效改善主气隙磁场分布,抑制电机齿槽转矩,优化后的电机气隙磁密5、11、15、17谐波幅值下降明显,电机齿槽转矩峰值降低了59.6%,反电势波形正弦性增强,平均转矩提升,电机输出性能明显改善.     

基于单目相机和多线激光雷达的联合标定方法研究

目的 针对相机和激光雷达之间的外参标定问题,为了减少两者的标定误差,得到更高的标定精度,方法 提出一种基于非线性优化的联合标定方法。首先拍摄不同角度的棋盘格标定板图像,采集足够多数据后利用工具包进行相机内参标定,得到单目相机内参;然后在激光点云和图像中检测标定板的角点特征坐标,激光点云下的角点坐标由提取的标定板点云数据和其几何特征获得,通过拟合出的图形由上至下、由左至右确定图形顶点坐标及标定板行列数,可得到各角点坐标;相机角点特征坐标采用FAST角点检测,利用角点灰度信息确定角点坐标;根据点云检测特征点到图像投影误差构建目标函数,将外参求解转化为最小二乘问题;最后通过基于列文伯格-马夸尔特的非线性优化算法,迭代求解得到最优外参。结果 最终平均标定投影误差为1.29像素,最大投影误差为2.46像素,最小投影误差为0.70像素,标准差为0.57像素。结论 根据标定的外参将点云投影至图像上可知,标定结果较好,并将结果运用到实际场景下视觉和激光雷达融合的SLAM算法中,运动轨迹平滑且与地图保持高度一致,本文方法标定过程简单,不需要棋盘格的真实物理尺寸,满足使用要求。     

变速自行车最佳拨链位置的计算机辅助设计

本文从分析外变速自行车系统中主传动链轮和链条的啮合入手，确定了链传动中链齿的压力角计算式；并对链传动中的链轮齿和链条进行系统的力学分析，利用计算机程序确定出系统的力学特性，相应得出了外变速自行车的最佳拨链位置。     

含齿根裂纹的非标齿轮啮合刚度改进算法及动态响应分析

时变啮合刚度是齿轮系统动力学模型的参数激励,当齿轮出现齿根裂纹时,啮合刚度变化引起的动态响应特征是实现齿轮裂纹故障诊断的重要依据。以非标齿轮为研究对象,针对齿根裂纹故障对其时变啮合刚度的影响,建立考虑基圆与齿根圆不重合的变截面悬臂梁模型,提出利用改进势能法求解齿轮啮合刚度的计算模型,与原势能法和ISO 6336-1-2006进行对比分析,并计算齿顶高系数和顶隙系数改变时不同裂纹尺寸的轮齿刚度和齿轮时变啮合刚度;建立非标齿轮传动系统六自由度动力学分析模型,利用4-5阶Runge-Kutta数值法求解故障系统的动态响应。仿真结果表明改进势能法显著提高了非标齿轮时变啮合刚度的求解精度。齿根裂纹的存在使得非标齿轮综合啮合刚度明显减小,系统时域信号中存在周期性冲击响应,频域中出现调制边频带结构,这些均为齿轮系统故障诊断提供了理论依据。     

短齿齿根应力分析与有限元计算

在渐开线少齿差行星传动中通常使用短齿,其齿根高与正常齿相同,而齿顶高小于正常齿。应用有限元方法对这种短齿齿根应力进行了大量计算,分析了各参数对齿根应力的影响,并与正常齿进行了比较,建立了短齿弯曲强度折算系数,从而为短齿弯曲强度计算提供了依据。     

较大的内齿轮变位系数引起的影响

本文讨论了较大的内齿轮变位系数对内齿轮弯曲强度和内齿轮副顶隙的影响;本文还讨论了内齿轮是否会发生根切。本文给出了新的检算外齿轮齿顶和内齿轮齿根间顶隙的表格,该表是根据理论与实践分析和利用电子计算机进行大量计算的基础上建立的。利用该表和笔者以前的论文能方便地从工厂中已准备好的插齿刀中选出合适的插齿刀,以便于生产。     

变齿厚渐开线齿轮齿根弯曲应力研究

对变齿厚渐开线齿轮在交变载荷作用下齿根弯曲交变应力进行有限元瞬态响应分析。同时使用不同的截面参数利用传统的一般渐开线圆柱齿轮强度计算方法计算变齿厚齿轮齿根弯曲应力,通过将有限元解与传统方法计算的结果进行比较,得出对变齿厚齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时应以中间端截面参数为依据的结论。为提高变齿厚齿轮的齿根弯曲强度设计齿轮两侧压力角不等的非对称齿廓,并分析工作齿侧压力角的变化对齿轮承载能力的影响。     

基于VB和AutoCAD的齿轮滚刀鉴定系统研究

为了快速鉴定针对给定齿轮所设计或选择的滚刀是否能够精确地加工出给定的齿轮廓形,通过选用常用滚刀的齿廓设计,结合基于啮合原理的共轭齿廓计算方法,推导出对应齿轮的齿廓参数方程,应用VB编程技术和AutoCAD的二次开发技术,研发了一套齿轮滚刀鉴定系统软件,可以计算出齿轮渐开线起始圆、终止圆直径等关键参数,并生成CAD齿轮端面齿廓.通过选择实际加工中的一把滚刀,由鉴定系统根据相关参数所获得齿轮廓形的鉴定计算结果和该滚刀加工所得齿轮的廓形实测结果进行比较,综合各组数据并结合图像分析,表明齿轮滚刀鉴定系统具有较高精确性和生产实用性.     

基于三维实体有限元模型的谐波齿轮装配状态应力分析

为准确地反映谐波柔轮的齿廓及齿根的应力状态,提出了基于真实齿廓信息的柔轮三维实体的建模方法.以渐开线齿形为例,利用APDL语言建立包括渐开线齿廓、齿厚和齿根倒圆等参数的实体模型.定义波发生器与柔轮筒内表面间接触,求解获得波发生器作用下的柔轮应力,与基于圆环理论的理论值比较分析;为更真实反映柔轮在装配状态下的应力分布,构建柔轮三维实体模型,求解柔轮应力.通过路径定义,提取与理论计算截面相对应的中截面上的应力,与平面齿圈的有限元结果和理论值比较分析.研究发现:平面齿圈有限元实体模型中,沿周向应力波动均值与理论值基本吻合,验证了文中的有限元实体建模方法的有效性.三维实体模型周向应力比平面齿圈周向应力大,且最大周向应力发生在顶层.