莘中科技大學
博士學位論文
共軛曲面的數字化方法及共軛鼓形齒聯軸器傳動研究
學位申請人：肖來元
學科專業：機械設計及理論
指導教師：廖道訓 教授
副指導教師：
摘要
隨著數字化設計和加工技術的發展，解析曲面的共軛理論已不能滿足現代設計與加工技術的需要，因此，迫切需要研究基于離散形式的共軛曲面的數字化方法，建立共軛曲面的數字化方法體系，為數字化曲面的展成加工奠定理論基礎。
本文提出的其軛曲面的數字化方法和求解理論，是對傳統解析共軛理論的突破和發展，其特征就在于拋開傳統共軛曲面理論的繁瑣推導與變換，僅借用其共軛條件的構架關系，利用數字方法，借助于計算機即可解決共軛曲面理論中的各種問題，實現了“全數字化”的求解過程，使得已知曲面的坐標點測量、共軛曲面求解和共軛曲面的數控加工成為一個銜接緊密的有機整體。
本文采用Visual C++完成數據的初始處理和人機界面，用MATLAB完成共軛曲面求解中的計算問題，即采用前臺VC、后臺MATLAB的工作方式，首次開發出了數字化共軛曲面求解軟件Conjugater1.0，應用該軟件可求到與任意數字母曲面Σ1相共軛的數字曲面Σ2。該系統具有較強的適應性，通過修改輸入參數就可以實現多種形式的共軛計算，由此可提高共軛曲面設計的自動化程度，拓寬其適用范圍。
鼓形齒聯軸器是一種性能優良的可移式剛性聯軸器，是機械傳動的重要部件，它能夠補償兩軸間徑向、軸向、角度及其綜合位移，在冶金、采礦、化工、起重、運輸等機械設備中具有廣泛的應用前景。但鼓形齒聯軸器缺乏系統的理論和可靠的設計依據，因此，從理論和實驗兩方面對該傳動件進行全面深入地綜合研究，具有很強的理論意義和實用價值。
本文根據共軛曲面理論和嚙合原理，創立了共軛鼓形齒聯軸器的傳動理論和分析策略。對鼓形齒聯軸器傳動的多齒嚙合狀態、靜力學、動力學、接觸強度和彎曲強度等力學特性進行了全面研究；利用自行設計的鼓形齒聯軸器專用臺架實驗裝置，進行了鼓形齒聯軸器多齒嚙合實驗和齒面裂紋破壞預警實驗。通過理論與實驗研究，首次得到了該傳動裝置的一些有價值的結論，這些結論將對該傳動件今后的設計思想產生較大的影響和作用。
關鍵詞：數字化曲面 共軛曲面 共扼運動 鼓形齒聯軸器 傳動
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