混凝土搅拌车拌桶螺旋线的反求设计

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1、DEslGN·REsEARcH_E量蜀II互圈中图分类号：u469．6。5．03文献标识码：A文章编号：1004．0226(2007)02．0029．02混凝土搅拌车拌桶螺旋线的反求设计赵永辉马力王元良姚晓璐武汉理工大学汽车学院湖北武汉430070摘要：利用测得的混凝土搅拌车拌柄螺旋线上的一组离散点，通过最小二乘法拟舍出了求解拌桶螺旋线螺旋角的公式。关键词：混凝土搅拌车螺旋线反求设计在批凝士搅拌运输车拌桶的设计上，各企业间技术是有差别的，如何根捌较先进的产品来进行反求设计就显得比较重更。在实际测量中，拌桶的直径和商度可以较容易地测定，而此时寻找一种由离散

2、的测量点拟合成光滑且与罐桶趄好贴台的螺旋线的力法就显得比较迫切。本文在文献【1j的培础上提出了‘种拌筒螺旋线的拟合方法，导出了相应的计算公式，并根据模拟测量数据进行J，拟合计算，得到，较好的结果，为拌筒螺旋线的反求设计提供r有益的参考。1前锥拌桶螺旋线螺旋角的拟台用^，、^，和^，分别表示前锥、中柱和后锥的高度，m^和^分另《表示前锥小端、中柱和后锥小端的半径，鼠、∥，和麒分圳表示前锥、中柱和后锥螺旋线的螺旋角。若以前锥小端端而为只．平而，其圆心D为坐标原点，拌筒的中轴线为z轴，建立柱坐标系，则前锥螺旋线理论方程b]表示为二‘：fP=rfel。{，∥㈠、

3、(o≤日≤％，)1z=等‘”‘。4“”。嵯黧j㈤如果宜接对式(3)求导来球h则会得出：m线性方程难咀求解，因此可将式(1)进行对数变换，得：np=1n，i+P18l。[z+去孙击∥㈣‘帅’l』=∑(1”p(日f)1叩。)3{。1．(5)l上=妄[1n(邶．)+击rln(矿击)]、，o，)=妻(1n丢印，口，)2m-)2蕃[1n面蛊而印盯。(6)(1)将式t6)4{1两个偏差函数相加得总的偏差函数：疋◇护毒(1n丢印的4毒陋j彘m刚2式中“，为前锥半锥角，p。为前锥螺旋线参数，吨。为螺旋线从小端转至大端时的旋转角：呻n‘1—})镰=专111(争㈨2鼍崭(2

4、)令等朝铆嗍得：和n趔等趔姐J测量出拌筒参数r-、‘和^t，即可以根据式Ⅲ式(2)(2)计算出“．，凶此由式(】)可地只要拟合出n即可得到相应的螺旋角。设前锥螺旋线卜n个测量点为4，(p，p，，；)【净I，2，⋯，n)，则由式(1)算H1的理论值收稿臼期：2006—12-03作者简介：赵水辉，男，1980年生，硕七研究生．从事汽车cAD圮AE方而的研究29DESIGN·RESEARCH2中柱螺旋线螺旋角的拟台t¨段柱面螺旋线方程可表示为⋯：f尹=。1：：等帆峨Ⅲ州姐J@’其中氏是柱面螺旋线旋转至后锥大端刚的旋转角：最f鱼警警+q，n]式(8)可见co啦与

5、：之间是线性关系，町把co幔看成个整体卣接进行最小一乘拟合。l世中棒螺旋线bH个测量点为联谚，p，i)“一i，2，⋯，Ⅸ)，则由式(2．1)川得理沦倩和实际值偏差的平与和为：△：=∑(z(日。)一=．)1(9)将式(8)带入式(9)可得偏差函数：g(co妒，)=∑[r!co妒：(日．一吼。)+^，～z．】3(10)将式(10)对co暇求导井使其等于零即可得：∑r?(只一吼，)2一∑，：(z，一^．)(8．一纯。)3后锥拌桶螺旋线螺旋角的拟台后锥锥而螺旋线方程为”1：、D=rg““8、：1。：《》柏．帆帆一∞“”式中如为螺旋线旋转至后锥小端时的旋转角：8，

6、为厉铸半锵角．p。为瑶锥螺旋线参数：旷tan1(寻)㈨=嚣慧：％2去1n噎)蛾(12)设后锥螺旋线上^个测最点为Cj(以，p，z，)(产l，2，⋯，女)，首先将式(11)进行对数变换，可以得到个偏差函数．驯叫利用‘j拟合前锥螺旋线类似的方法拟合出p、，然后根据式(12)呵得：2sln％∑(口．一氏。)1舻招”‘ii了Z蔼}F露磊丁_∑(8．一日，)111世虹旦尝型坠旦L4典型螺旋线测量的拟台为丁对上义所推导出的公式进行验bI：，给定罐乍拌简A．、^，等模拟设计参数如表1所承。假设一段螺旋线的螺旋角n=艘=鼠。75。，根据模拟设计参数削30MATLAB软件

7、随机产生300个测量点。将推导的拟合公式利用MATLAB软件编程进行计簧，可以拟合得到翦锥螺旋线螺旋角矗=75．2486’，中柱嫘旋线螺旋角F：2749130，后锥螺旋线螺旋角晟=751054、。计算结果与开始假设的螺旋角75。报接近，拟合精度较高。根捌拟合出的螺旋角和模拟拌筒参数可以两出：二维的拌箭螺旋线，其局部视图如图1所示。表1拌筒参数mmy’IⅢⅡi，mm醑}拟台出的三维挡麓埠挂缝5结束语计算表明本文给出的拟合公式是囱效叫’行的，拟合出螺旋线的螺旋角达到了较高的精度，为拌筒螺旋线的反求设¨提供r有益的参考。参考X菇，[1]周旋，马力．张宇龙等．雉

8、1LJG的混凝十搅拌输送车拌筒螺旋线参数化设计叭专j{]汽擎，20()6．1：2