【《面齿轮工作过程、面齿轮成型原理概述》4400字】

面齿轮工作过程、面齿轮成型原理概述目录TOC\o"1-3"\h\u17573面齿轮工作过程、面齿轮成型原理概述 )则在MATLAB中编写如下代码生成过渡曲面：i=1;forx_f=-174:-1:-196xlf(i)=x_f;[phis_f,fval,exitflag_f]=fsolve(@(phis)-rbs*(sin(m2s*phis)*(sin(phis+thetaos+thetas_x)-thetas_x*cos(phis+thetaos+thetas_x))+cos(m2s*phis)/(m2s*cos(phis+thetaos+thetas_x)))-x_f,0);exitflagf(i)=exitflag_f;ylf(i)=rbs*(cos(m2s*phis_f)*(sin(phis_f+thetaos+thetas_x)-thetas_x*cos(phis_f+thetaos+thetas_x))-sin(m2s*phis_f)/(m2s*cos(phis_f+thetaos+thetas_x)));zlf(i)=-rbs*(cos(phis_f+thetaos+thetas_x)+thetas_x*sin(phis_f+thetaos+thetas_x));i=i+1;endxrf=xlf;yrf=-ylf;zrf=zlf;取x范围为-174到-196，分别对三个分量循环计算，得出左半过渡曲面点阵。由于面齿轮两齿面在空间上具有对称性，故对称生成左半过渡曲面点阵。整合过渡曲面和面齿轮齿面方程，通过Z轴判断是否为齿根过渡曲面，以此生成整体的面齿轮齿面点阵。MATLAB编写代码如下：i=1;forx_l=-174:-1:-196j=1;forz_l=-60:-0.1:-68xl(i,j)=x_l;zl(i,j)=z_l;ifz_l>zlf(i)f1=@(x)[(-rbs*(sin(m2s*x(2))*(sin(x(2)+thetaos+x(1))-x(1)*cos(x(2)+thetaos+x(1)))+cos(m2s*x(2))/(m2s*cos(x(2)+thetaos+x(1)))))-x_l;-rbs*(cos(x(2)+thetaos+x(1))+x(1)*sin(x(2)+thetaos+x(1)))-z_l];[x,fval,exitflagl]=fsolve(f1,[00]);exit_flag1(i,j)=exitflagl;%thetasl(i,j)=x(1);%phisl(i,j)=x(2);yl(i,j)=rbs*(cos(m2s*x(2))*(sin(x(2)+thetaos+x(1))-x(1)*cos(x(2)+thetaos+x(1)))-sin(m2s*x(2))/(m2s*cos(x(2)+thetaos+x(1))));elsef2=@(x)[-x(1)*cos(m2s*x(2))-rbs*sin(m2s*x(2))*sin(x(2))*(cos(thetas_x+thetaos)+thetas_x*sin(thetas_x+thetaos))-rbs*sin(m2s*x(2))*cos(x(2))*(sin(thetas_x+thetaos)-thetas_x*cos(thetas_x+thetaos))-x_l;rbs*sin(x(2))*(sin(thetas_x+thetaos)-thetas_x*cos(thetas_x+thetaos))-rbs*cos(x(2))*(cos(thetas_x+thetaos)+thetas_x*sin(thetas_x+thetaos))-z_l];[x,fval,exitflag2]=fsolve(f2,[-x_l-0.2]);exit_flag2(i,j)=exitflag2;yl(i,j)=rbs*cos(m2s*x(2))*cos(x(2))*(sin(thetas_x+thetaos)-thetas_x*cos(thetas_x+thetaos))-x(1)*sin(m2s*x(2))+rbs*cos(m2s*x(2))*sin(x(2))*(cos(thetas_x+thetaos)+thetas_x*sin(thetas_x+thetaos));endj=j+1;endi=i+1;endxr=xl;yr=-yl;zr=zl;同理由对称性取得右半部分整体齿廓点阵。编写以下代码生成打印结果将齿面可视化:fork=1:1:(i-1)figure(1)plot3(xl(k,:),yl(k,:),zl(k,:),'*-b','linewidth',1);holdon;plot3(xr(k,:),yr(k,:),zr(k,:),'*-r','linewidth',1);holdon;endfork=1:1:(j-1)figure(1)plot3(xl(:,k),yl(:,k),zl(:,k),'-b','linewidth',1);holdon;plot3(xr(:,k),yr(:,k),zr(:,k),'-r','linewidth',1);holdon;endaxisequal;gridon;MATLAB计算运行后结果输出如图1.5所示：图1.5MATLAB面齿轮计算结果图Fig.1.5Matlabfacegearcalculationresults图中XYZ轴分别表示齿长、齿宽和齿高。靠近齿根处的曲线即为过渡曲线，在此曲线之上为渐开线齿廓，在此曲线之下为齿根过渡曲面。通过此图可以直观地了解到面齿轮齿宽并非不变，而是随着远离面齿轮旋转轴而逐渐变窄。编写以下代码导出点阵坐标：forp=1:size(xl)fl=[xl(p,:);yl(p,:);zl(p,:)]';fr=[xr(p,:);yr(p,:);zr(p,:)]';fidl=fopen('fl.txt','a+');fidr=fopen('fr.txt','a+');forq=1:size(fl,1)fprintf(fidl,'%f\t%f\t%f\n',fl(q,:));fprintf(fidr,'%f\t%f\t%f\n',fr(q,:));q=q+1;endfclose(fidl);fclose(fidr);p=p+1;end生成fl.txt和fr.txt两个文件夹分别储存左右齿廓点阵的坐标序列，导入数据并保存。如图1.6所示，打开txt文件可以查看点阵坐标：图1.6面齿轮点阵坐标导出Fig.1.6Derivationoffacegearlatticecoordinates两个文件夹分别储存1702组点坐标。此步骤为后面UX建模提供数据。1.3面齿轮三维模型建立1.3.1UGNX软件简介UG（UnigraphicsNX）是SiemensPLMSoftware公司开发的大型软件系统，为用户提供全面的工程方案，其具有的模块功能包括模型设计、机电概念设计、冲压生产线、生产线规划、船舶结构设计、图纸绘制、布局方案、加工方案、逻辑布线等等工程问题，为工程师提供最直接的设计环境。UGNX几乎拥有世界上最全面的产品设计应用板块，通过建模设计师可快速生成高精度高细节度的产品方案，同时可以灵活地设计、更改产品各个属性。从产品的设计到加工整体方案可实现一体化、数字化、自动化。本文将运用UGNX软件进行精准建模。此次仿真最为重要的部分即为模型构建，模型精确度将直接影响仿真结果，故选择UGNX和MATLAB软件进行交互。通过导入MATLAB中导出的点阵坐标数据，通过UGNX进行微曲面插补构建模型。1.3.2UGNX面齿轮模型建立运行并更新UGNX，进入操作界面。新建模型项目，将项目命名为“面齿轮单齿模型”。点击“菜单”-“插入”-“曲面”-“通过点”，系统弹出“通过点设置窗口”，其中行次数和列次数指UGNX插补算法的次方数，数字越大将会越贴近真实模型，但CPU负荷将增大。在这里选择行次数和列次数为4。选择文件中的点，打开MATLAB生成的fl.txt和fr.txt两个文件，注意检查文件中的坐标格式，列与列之间用空格间隔。生成后出现如图1.7A所示两个齿面；如图1.7B所示建立齿顶面。由于齿顶面为简单平面，故可通过直线拉伸生成平面。直线Z轴高度将小于文件中Z坐标最大值；同理通过直线拉伸生成平面的方法将齿根面、两个侧面封闭，如图1.7C所示；将多余的片体修剪去，此步骤一共有6步，分别对应六个面。最后将所有面缝合形成整体得到面齿轮单齿模型，如图1.7D所示：图1.7单齿模型建立Fig.1.7Establishmentofsingletoothmodel再次新建一个模型项目，新建项目命名为“面齿轮齿坯模型”。新建基准坐标系并新建一个草图，画出两个同心圆，分别代表齿坯外径和通孔的大小，如图1.8A所示；将草图沿Z轴正方向拉伸成体，作为面齿轮齿坯的轮廓，如图1.8B所示；在XY平面新建草图，使草图坐标系与基准坐标系一致。绘制同心圆，半径为齿坯外径与齿长的差值，如图1.8C所示：将此草图中的圆拉伸成为沉孔而使齿和齿槽部分突出，完成面齿轮齿坯模型建立，如图1.8D所示：图1.8面齿轮齿坯模型建立Fig.1.8Modelingoffacegearblank新建一个模型项目，新建项目命