阴阳转子互求设计及仿真.pdf

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1、24机械传动2014焦文章编号：1004-2539(2014)O9—0O24一O3阴阳转子互求设计及仿真许茏(江苏联合职业技术学院，江苏盐城224005)摘要对转子设计领域中的已知阴阳转子中的任一转子求另一转子的难题进行了理论研究，针对传统求解及仿真诸多缺点，基于SolidWorks软件对这一难题进行了建模求解获得另一转子整个包络曲线，并且对传动进行了仿真，同时验证了设计的正确，彻底解决了阴阳转子互求设计及仿真的难题，研究的成果对螺杆转子、刀具等的设计及加工有重要参考价值。关键词阴阳转子互求型线设计包络仿真非圆传动DesignandSimul

2、ationofYinandYangRotorEachOthertoSolveXuLong(JiangsuUnionTechnicalInstitute，Yancheng224005，China)AbstractThetheoreticalresearchoftheprobleminrotordesignfieldofknownanyrotorofyinandyangrotortosolvetheotherrotoriscarriedout．Aimingatthemanyshortcomingsoftraditionalsolvingandsi

3、mulation，basedonSolidWorkssoftware，themodelingandsolvingofthisproblemarecarriedouttoobtainanotherrotorentireenvelopecurves，andthesimulationoftransmissioniscom—pleted，andthecorrectnessofthedesignisverified，theproblemofyinandyangrotoreachothertosolvedesignandsimulationiscompl

4、etelysolved，theresultsofresearchonthedesignandprocessingofthescrewrotors，knivesandotherhavesomeimportantreferencevalue．KeywordsYinandyangrotoreachothertosolveTypelinedesignEnvelopesimulationNon—circtalartransmjssion圆等二次曲线、公式曲线、nurbs曲线，而且很多是基0引言本曲线的组合。传统求解与仿真存在着仅对单一形转子设计领域中(

5、如图1所示)，在匀角速度以及状转子、计算复杂且容易出错、精度不高、离散点等缺定中心的条件下，若已知阳转子A图形(不同的类型点；同时对图形之间的干涉无法处理，还需再次的人基本曲线或者nurbs曲线的组合)以及阴转子B图形为判断以及计算从而最终决定取舍。转动的角速度分别为∞以及cU，如何包络求解阴转子B图形一直是该领域的难题之一。吴序堂著作《齿轮啮合原理》[1j】M解决了已知。三)一般螺旋面求解刀具刃形的设计，但对已知螺杆任一转子求另一转子依旧是一难题。例如马玉河I2]等人研究了使用渐开线一摆线型的螺杆设计转子，传动比图1Rinder型线齿形设计

6、图2螺杆的阴阳转子为-3／2，数学计算繁琐且工作量巨大，极容易出错；胡磬遥E。]等人为了避免繁琐的数学计算，使用了一组1理论研究离散点来代替包络线，但离散点需要足够密，否则精在转子的设计中通常采用矩阵方程求解出接触度较差；再如徐健[4]等人研究了圆弧一圆弧包络线啮包络线，这个过程就是阴阳(AB图形)转子齿形合副的研究，而实际中基本的曲线包含直线、圆弧、椭的相互求取过程。第38卷第9期阴阳转子互求设计及仿真25对任意的已知阳转子A图形基本的曲线(直线、B图形坐标系；rn、r'B分别表示阴阳AB转子的节圆半圆、椭圆等二次曲线、公式曲线、nurbs

7、曲线)求解另一径，A为中心距，以矩阵方程的形式来表示阳转子A图转子及仿真都必须有2个步骤，即坐标变换和包络条形坐标系(用矩阵r1表示)到阴转子B图形坐标系(用件，坐标变换都是一样的，包络条件因曲线的类型不矩阵r2表示)的变换矩阵方程如式(1)所示。同而不同。l-cos(~~+2)-sin(41+42)Acos2]r2一Isin(41+42)COS(41+42)Asin2ln(1)L-o01j在仿真啮合线时，需要从阳转子A图形坐标系转换到固定机架坐标系(用矩阵rr表示)，变换矩阵方程如式(2)所示。Fcos1一sin1rA7r，一lsin1CO

8、S10lY1(2)L_0o1j包络条件因曲线的类型不同而不同，徐健[8等人图3坐标系变换推导直线、圆弧、椭圆弧的包络曲线(即A图形为直如图3所示，其中ofxfy，表