平面二次包络环面蜗杆数字化实体建模研究.pdf

机械设计与制造 第 3期 242 Machinery Design Manufacture 2017年 3月 平面二次包络环面蜗杆数字化实体建模研究 刘 志 ，卢 红 ，喻国铭 ，胡章咏， (1．黄冈师范学院 机电工程学院，湖北 黄冈 438000；2．武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070) 摘 要：为提升平面二次包络环面蜗杆建模精度，提出其三维实体模型的数字构建方法。运用包络原理和坐标转换方法 构建了表征平面二次包络环面蜗杆齿廓、齿底与齿顶环面的解析模型，设计了表征齿廓复杂非线性数学模型的求解算 法，获取了表征环面蜗杆齿廓的点云，并分析了齿廓特征点云的计算精度。将蜗杆齿廓点云导入三维造型软件。应用包络 方式构建蜗杆齿廓曲线、曲面模型，同时将表征蜗杆齿底与齿预环面母线导入并构建齿底与齿顸曲面模型，最后实体化 得到蜗杆三维实体模型。建模实例验证了建模方法及设计算法的有效性与准确性。 关键词：环面蜗杆；数字模型；啮合型面；算法；三维实体 中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2017)03—0242—04 DigitalEntityModelingofPlanarD0ubIe—EnVeIOpingTorusWorm LIUZhi，LUHong2，YUGuo-ming，HUZhang—yong (1．SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，HuanggangNormalUniversity，HubeiHuanggang438000，China； 2．SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，WuhanUniversityofTechnology，HubeiWuhan430070，China) Abstract：Inordertoimprovethemodelingaccuracy，thethreedimensionaldigitalentitymodelingmethodofplanardouble— envelopingtoruswormpairhasbeenproposed．Thenaalyticmodelsofthetoothprofileandbottomas wellasaddendum sttrfaceoftheworm areestablishedappliedenvelopetheoryandcoordinatetransformationmethod，inaddition，thesolving algorithmforthecomplexnonlineramathematicalmodelisalsodesigned，next，thepointcloudforthetoothprofilerae obtained，nadthecalculationprecsiionofthetoothprofilesialsonaalyzed．Finally，thecurveandsuufacemodeloftheWOmr toothprofileraebuiltappliedenvelopepatternonthebasisofhtepointcloudwhileinputtingthepointsintohtemodeling soj~wale，simultnaeously，thebottom andad dendum modelsale constructedbasedon htesuoCacegeneratrix，hte three dimensionalentitymodelsiobtainedm last．Themodelingresultsdemonstratethevaliditynadaccuracyof the modeling methodanddesignedalgorithm． - KeyW ords：To