标准齿轮齿廓检验部分展开长度的计算

本文说明了测量渐开线齿形时齿廓检验部分展开长度的选择方法对标准齿轮齿廓检验部分展开长度和展开弧长给出了一种简化计算方法。文中给出的方法除用于齿轮检验外、尚可用于齿轮传动质量指标的计算,测量齿轮的设计和加工中的校核验算等。     

基于视觉测量的齿廓图像边缘失真判别算法

针对齿轮视觉测量过程中因齿廓表面受到污染导致齿廓图像边缘出现光学失真,从而影响齿廓偏差、齿距偏差测量精度问题,提出一种基于视觉测量的齿廓图像边缘失真迭代逼近——临近度判别算法(IAPD).建立渐开线齿廓图像边缘过渡带内像素点法向偏距与像素点极径的映射关系,将复杂的二维图像边缘信号转化为容易处理的一维信号;利用小波去噪算法对信号进行处理,提取齿廓边缘的失真特征;采用变阈值迭代逼近算法分离出齿廓倾斜偏差;采用K-邻近度分类方法自动判别齿廓图像边缘失真的起止位置,为齿距、齿廓偏差测量时进行齿廓图像边缘失真修正提供定位依据.为验证本算法的可靠性,根据相邻同名齿廓真实边缘的相似性,对失真齿廓和无失真齿廓图像提取亚像素边缘,并进行相似性比较,实现基于相似性比较的齿廓图像边缘失真判别算法,以此对IAPD算法的失真区域判别精度进行校验.实验结果表明:本文提出的齿廓图像边缘失真判别算法能够快速自动识别图像失真区域,失真区域边界的径向定位精度可以达到2.5个像素(50μm),能够满足图像边缘失真修正补偿的定位精度要求,可以实现齿轮测量的实时计算.     

机械加工塑料齿廓偏差影像法测量及抽样特性

应用影像法,对机械加工的渐开线塑料齿轮齿廓偏差进行测量。由于塑料齿轮在机械加工中受机械应力和热应力影响较大,而导致齿廓应变较大,为精确反映塑料齿轮的齿廓偏差,并判定塑料齿轮齿廓公差的精度等级,对测量中出现的回转偏心误差、回转分度误差、瞄准示值误差和重复性测量误差进行了不确定度的A类和B类综合评定。并通过统计控制方法中的极差控制图进行分析,得到相同的评定结果。利用对塑料齿轮单齿齿廓偏差的检验,结合随机抽样检验的原理,对塑料齿轮齿廓精度等级进行了判定。最终得出机械加工塑料齿轮,齿形误差较大,超出国标中规定的齿轮精度等级的范围,适合实验室模型展示而不适合用作工业齿轮的结论。     

变位齿轮齿廓检验部分展开长度的计算

本文对变位齿轮齿廓检验部分展开长度给出两种简化计算方法,同时对近似计算法的精度进行了分析。文中给出的方法除用于齿轮的检验之外,尚可用于齿轮传动质量指标的计算和加工中的校核验算等。     

基于新型复合齿轮线结构光的齿廓测量及其不确定度的评定

齿轮齿廓偏差是齿轮检定中的重要参数之一。文章采用新型复合齿轮线结构光测量系统,对一级标准(u=1μm,k=3)齿轮渐开线样板的齿廓进行了测量,从机、热、光、电等多个方面分析了测量误差的来源,并以JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与指南》为基础,评定了用该系统测量齿轮齿廓偏差的不确定度。研究表明,用该测量系统测量齿轮齿廓时存在误差,包括:仪器测量重复性误差、渐开线样板标准量误差、样板线膨胀误差、顶尖同轴度误差、齿轮安装偏心误差、线结构光系统误差等,其中CCD相机标定误差、结构光视觉模型标定误差以及线结构光光条中心检测误差所引起的合成标准不确定度为0.98μm,是新型复合齿轮线结构光测量系统误差的主要来源,并通过分析计算得到该测量系统扩展不确定度为2.3μm(k=2),可以满足测量精度在2.3μm以上的齿轮测量。     

齿轮齿廓展开长度的几何性质及其计算

两共轭齿轮啮合时(图1),若齿轮Z₁为主动轮,Z₂为从动轮,则轮齿的啮合始于啮合线上的B₁点而终于B₂点,齿轮参加啮合的一段齿廓B₁B₂’(图2)称为实际I作齿廓。实际工作齿廓的展开长度为线段B₁B₂。     

渐开线斜齿轮短齿廓修形降噪分析*

为了降低特定工况下减速箱的噪声特性,找到相对最佳的渐开线斜齿轮修形方式,该文基于专业的齿轮修形软件Kisssoft和多学科一体化软件LMS Virtual Lab,根据短齿廓修形可以改变渐开线斜齿轮的端面、轴向重合度的原理,比较了未修形和经过不同短齿廓修形方式达到特定重合度后的渐开线斜齿轮减速箱声功率级的大小。分析了经过短齿廓修形后的减速箱声功率级在转速500~2000 r/min之间显著下降的原因,并对经过短齿廓修形后的减速箱声功率级在2500 r/min和3000 r/min时并未明显下降的原因做了解释。最后根据减速箱声功率级在转速500~2000 r/min之间的平均降幅,认为通过齿形鼓形修形使得渐开线斜齿轮的端面、轴向重合度分别为1.516、0.864时,减速箱声功率级降幅最大,降噪效果最好。     

软质齿轮影像法测量及系统误差和随机误差分析

通过实验了解影像法测量时的误差特性,分别对塑料、木质等软质齿轮公法线及模数在数显投影仪进行测量,并对实验数据进行分析处理,得到测量的系统误差主要来自测量时零线的对齐误差,通过对比检定法计算得出。随机误差主要来自于测量人员对齿廓的瞄准误差,通过A类不确定度进行计算得出。另外测量仪器的不确定度,按B类不确定度计算,由于其远小于A类不确定度,故忽略不计。对比塑料齿轮和木质齿轮测量的结果,得出软质齿轮测量的随机误差与材料、加工特性及表面质量相关的特点。木质齿轮的加工变形小于塑料齿轮,而且加工后齿廓表面质量较好,使得木质齿轮测量的随机误差小于塑料齿轮的随机误差。     

机抖激光惯导圆锥误差补偿算法研究

随着陀螺技术的发展,激光惯导陀螺数据输出频率变高,常用圆锥误差补偿算法使得系统运算负荷较大且无法有效挖掘高频数据对圆锥误差的补偿潜力。针对上述问题,提出五子样二次迭代圆锥误差补偿算法,推导了五子样二次迭代优化算法公式,并与双回路二子样、三子样优化算法进行了对比计算。经研究表明,该算法在保证惯导数据更新频率的同时有效提高了圆锥误差补偿效果,且相对于目前常用算法,对系统造成的运算负荷较小。提高了激光惯导系统在圆锥运动等恶劣工作环境下的工作性能。     

直通齿和交错齿迷宫密封流场与动特性的比较

为计算比较直通齿和交错齿迷宫密封内部的流场分布和动力特性,本文建立了两种齿形密封的三维CFD模型,并利用商业软件CFX模拟分析流场的分布规律,计算密封内气体对转子的气流激振力,求解两齿形密封的动特性系数。结果显示:交错齿迷宫密封泄漏量和周向速度均小于直通齿,并且转子上有7齿的交错齿密封的稳定性优于直通齿。     

基于流场模拟的涡旋压缩机涡齿应力变形分析

为了更准确地计算涡旋压缩机涡旋齿的应力和变形,提出一种基于流场模拟的应力变形计算方法。通过对涡旋压缩机工作过程进行气体流动的数值模拟,得到其压力场和温度场分布。将流场分布作为载荷边界条件进行涡旋齿的受力变形计算,得到涡旋齿在气体压力、热载荷及其同时作用下的应力分布和变形规律。分析了涡旋齿的径向变形和轴向变形,讨论了不同主轴转角下的涡旋齿应力和变形,比较了动涡旋齿和静涡旋齿的变形。结果表明:在压缩结束时刻动涡旋齿的应力和变形最大,最大应力位于齿头根部,最大变形位于齿头顶部。     

周期驱动玻色-爱因斯坦凝聚系统的棘齿效应

研究了周期脉冲驱动下的玻色-爱因斯坦凝聚体系（BEC）的动力学演化.其中着重考虑了BEC原子间的非线性相互作用对量子棘齿效应的影响.数值计算结果表明,较弱的非线性相互作用可以减弱定向动量流的强度.而较强的非线性相互作用则会使量子棘齿效应消失甚至发生反转,即系统会出现反向的定向动量流,而且随着时间的演化,动量流会表现出微弱的饱和趋势.计算还发现,高阶量子共振下系统的棘齿效应变得很不明显,而且外部驱动势的周期噪声很容易破坏体系的棘齿效应. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 量子混沌 量子共振 棘齿效应     

大气光学湍流模式研究——方法和进展

分层是大气湍流特别是高空湍流显著特征.在某一固定高度真实光学湍流C_n²值在平均值上有1—2个量级甚至更大的起伏.以观测数据建立的湍流廓线模式,是一个统计平均的结果.既不能代表某次实际大气湍流廓线的分层特征,也没有预报功能,不能完全满足光学工程需求.受限于计算机的容量和速度,无法通过DNS (direct numerical simulation)以及LES (large eddy simulation)求解Navier-Stokes方程来预报光学湍流,解决方案是通过中尺度天气数值预报模式MM5/WRF,预报出常规气象参数,再由湍流参数化方案计算出C_n².本文介绍了近地面层、边界层和自由大气层C_n²预报方法和研究成果,从湍流动能预报方程和温度脉动方差预报方程详细推导出Tatarski公式,归纳出该公式所隐含的物理意义和适用条件.重点介绍了神经网络预报C_n²和C_n²估算和预...     

基于亚像素定位和虚拟圆扫描的齿轮在线检测研究

采用图像识别技术对微小塑料齿轮进行质量检测,针对缺齿、齿歪、披峰等齿形误差的随机性,运用三点定圆心法实现塑料齿轮内圆的粗定位,试验数据说明其运行时间比传统Hough变换大大缩短,并为亚像素定位提供了原始数据;提出的降维灰度矩法与最小二乘圆法结合,实现内圆圆心的亚像素定位,同时运用3σ原则迭代法提高了亚像素定位精度;用"虚拟圆扫描法"实现大小轮齿的齿形检测。结果表明该方法可以满足齿轮的自动检测。     

一个新的海边光学湍流外尺度和C_n~2的廓线模式

2016年12月13日至2017年1月2日期间,在茂名博贺海洋气象科学实验基地,采用自行研制的湍流气象探空仪,获取了30份海边温、湿、压、风速、风向和C_n~2等探空数据.基于HMNSP99外尺度模式,利用海边的探空数据拟合得到一个茂名大气光学湍流外尺度经验公式.同时对实验测得的高空湍流廓线数据进行统计平均,然后基于Hufnagel-Valley模式拟合得到符合海边湍流廓线规律的统计平均模式(C_n~2sea model).根据Tatarski高空湍流参数化方案,将用茂名外尺度公式估算的C_n~2分别与探空测量的C_n~2以及用其他外尺度模式估算的C_n~2进行了比较.对其进行统计性分析发现,利用新拟合的茂名外尺度公式、HMNSP99,Dewan以及(Coulman等外尺度模式计算的log10C_n~2)与实测值的整体相关系数分别为0.924,0.848,0.763和0.651,在变化趋势和量级上都表现出较好的一致性;以上四种外尺度模式估算结果的误差都很小,其整体平均绝对误差和平均相对误差分别为0.514和2.963%,0.627和3.612%,0.943和5.439%,0.766和4.417%,新拟合的外尺度模式的误差最小.进一步验证了新的海边外尺度和C_n~2廓线模式的可靠性和有效性,此外还发现高空大气光学湍流的发生与风切变和温度梯度具有十分密切的关系,为光电工程在海边场景应用所需的大气光学湍流廓线模式提供支持.     

向心力,圆锥摆实验器的制作

现行中师《物理学》课本中关于向心力的演示实验,存在操作难、费时长、误差大等问题。为了准确定量地研究向心力公式F=mrω~2(或F=mυ~2/r)和圆锥摆关系式g=lω~2cosθ我们制作了一台向心力、圆锥摆实验器。一、功能 1.对一个质量为m的物体,测得它作水平匀速圆周运动的时间与转数,经计算处理后验证向心力公式F=mrω~2(或F     

涡旋压缩机涡旋齿温度分布与变形研究

涡旋压缩机工作过程中涡旋盘的固体温度分布规律,对涡旋齿的受力变形和工作腔内气体的增压过程影响极大;为了得到更为准确的涡旋齿温度分布规律和变形特点,本文建立了涡旋压缩机涡旋齿温度分布模型;研究涡旋齿所接触的气体温度的周期性变化规律,计算任意位置处涡旋齿壁的等效温度;采用气体与涡旋齿壁的对流换热模型,得到涡旋齿壁面温度的分布,以此为热边界条件得到涡旋盘固体温度分布规律;进而研究了涡旋齿在热载荷和压力载荷耦合下的受力和变形规律。结果表明:涡旋齿从中心向外缘其温度逐渐减小,涡旋齿内侧齿壁温度高于外侧齿壁温度。     

GaAs光阴极材料液相外延中溶液配比的研究

本文研究了在GaAs阴极材料液相外延中浴液配比的理论计算值与实验数值的差异。在大量实验数据的基础上,利用数值计算方法,获得了方便、实用的经验公式。用此公式计算出的溶液配比生长出了高质量的GaAs光阴极材料。     

两种摆运动的视频分析

利用Trakcer视频分析软件,对大角度单摆和圆锥摆的角位移数据进行拟合分析,得到了大角度单摆的准周期性规律,并精确验证了向心加速度公式.     

飞秒激光烧蚀齿曲面的复耦合模型及形貌影响

针对飞秒激光烧蚀齿曲面过程中能量累积效应与变离焦效应对齿面形貌与烧蚀尺寸的影响问题,建立飞秒激光烧蚀复耦合模型,通过有限差分法求解得到激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA的电子与晶格在不同的脉宽与能量密度下的温度变化分布,对烧蚀凹坑的深度及半径进行仿真。考虑激光束在加工齿面时,与被加工齿面之间存在倾斜角,根据光斑能量分布方式得到齿面底角与激光能量的定量关系,结合焦半径与折射率的变化,对飞秒激光烧蚀齿面深度、半径与形貌进行研究。通过实验得到当激光能量密度为1.783 J/cm²且被加工齿面底角过大时,激光能量降低烧蚀过程只发生在材料表面;当能量密度为2.376 J/cm²、激光脉冲数为3 000时,烧蚀凹坑的微结构细密良好。研究结果表明飞秒激光烧蚀曲面时,激光有效能量随着倾斜角的变化降低,同时激光光斑的能量分布影响了烧蚀凹坑深度的变化,可为提高飞秒激光加工齿曲面质量提供参考。