螺旋锥齿轮数值齿面的曲面重构

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1、西北工业大学硕士学位论文螺旋锥齿轮数值齿面的曲面重构姓名：傅晓伟申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：方宗德20040301西北T业大学硕士学位论文摘要螺旋锥齿轮齿面形状复杂，一般采用数值仿真的方法进行设计，为了使得到的数值齿面能被通用CAD/CAE软件采用，需要把离散点连续化，重构出轮齿表面。本论文就主要围绕这一问题展开研究。首先研究了轮齿网格数据的特点，设计初次划分，二次划分以及延迟划分等算法，解决了网格数据分割中的各种问题。将网格数据转化为按面区分的，按行歹」排布的数据点阵。然后运用非均匀B样条曲面反算构造插值曲面，研究了双三次非均匀B样条曲面反算过程中的G0,G’

2、连续条件，并根据该条件针对不同的表面给出了相应的连续策略，实现了各曲面间的G“或G'连续。最后参照IGES文件标准，设计了一个IGES文件前处理器，将计算结果转化为可供CAD/CAE软件应用的中间文件。本论文中的全部程序是使用C++程序设计语言设计的，综合采用了面向对象技术与泛型技术，构建起适合于本论文程序的数据结构和程序框架，展现了使用C十+语言进行计算程序所带来的效率提升。本论文的程序己经集成进弧齿锥齿轮传动设计制造与分析系统，经过初步使用取得了较好的效果。关键词:螺旋锥齿轮;曲面重构;B样条;IGES西北工业大学顿十学位论文AbstractThisdissertationm

3、ainlydealswiththesurfacereconstructiononthebasisofthenurnerictoothsurfaceofthespiralbevelgear.Thefirststepofsurfacereconstructionisdesigningthealgorithmtopartitionthegridsandtransformingtheorigindatatothematrixstylefacebyface.ThenthisdissertationimplementsmostofalgorithmofNon-UniformB-Splines

4、urfacesuchaspositivecalculation,reversecalculation,knotinterposeretc.BasedontheG0,G'continuousconditionsofUniformbicubicB-Splinesurface,thepaperdeducestheG0,G'continuousconditionsinthesurfacereversecalculationthenimplementsitforeachface.Thelaststepisthedataexporting.Thisdissertationintroduces

5、theIGESstandardbrieflyandgivesoutasimplifiedIGESpre-processproceduretransformingtheresultstoexchangefile.ThewholeprocedureinthedissertationiscodedbyC++.Duringtheprogramdesigning,theObject-OrientedtechnologyandtheGeneric-Programtechnologyareemployedatthesametime.Thepaperdiscusseshowtoimprovepr

6、oficiencyofcalculationprogramdesignthroughusingC++preparatory.Theprograminthedissertationhadintegratedinthespiralbevelgeartransmissiondesign,manufactureandanalysissystem,andprovedtoreachthedesignpurposeinitsapplication.Keywords:Spiralbevelgear;Surfacereconstruction;B-Spline;IGES西北1业大学硕士学位论文第一

7、章绪论1.1课题的研究意义螺旋锥齿轮(包括无偏置距的弧齿锥齿轮与有偏置距的准双曲面齿轮)是现代机械动力传动系统中用来传递动力和运动的最重要的装置，并且是齿轮传动中最复杂的一种。它不但可用来获得需要的转速和扭矩，而且可用来改变传动方向。螺旋锥齿轮在航空、航天、汽车、工程机械、矿山机械、机床仪表等工业部门都获得了广泛应用，例如准双曲面齿轮是绝大多数载重车辆的主传动部件，而弧齿锥齿轮则是直升机的动力传输关键部件川。由于其齿面形状复杂，不能用显式函数表示出来，一般采用数值仿真的方法进行设