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面向啮合接触的斜齿轮修形多目标优化研究 被引量:4
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作者 周微 张全民 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期374-379,384,共7页
以齿轮啮合接触分析为研究对象,提出了一种既能减振降噪又能使齿面载荷均匀分布的多目标优化设计方法。通过传输误差幅值的对比实验与理论计算,验证了载荷齿面接触分析模型的正确性。在此基础上,给出了齿面载荷分布的计算方法,并进一步... 以齿轮啮合接触分析为研究对象,提出了一种既能减振降噪又能使齿面载荷均匀分布的多目标优化设计方法。通过传输误差幅值的对比实验与理论计算,验证了载荷齿面接触分析模型的正确性。在此基础上,给出了齿面载荷分布的计算方法,并进一步提出了齿面载荷均匀分布的判断方法。以扭转方向相对速度最小和齿面载荷均匀分布为优化目标,构造多目标优化函数,得到最优修形参数。在此基础上给出了实例来说明所提出的方法,结果表明优化后沿扭转方向相对速度和左右齿面载荷差得到了大幅降低,验证了优化后的修形效果。 展开更多
关键词 载荷分配 修形 斜齿轮 动力特性 多目标优化
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考虑齿向修形的非圆齿轮几何接触特性分析
2
作者 刘永平 李泽宇 +2 位作者 魏永峭 李大伟 董长斌 《机械设计》 北大核心 2025年第5期89-97,共9页
为了解决非圆齿轮的边缘接触问题,对非圆齿轮齿面进行了修形处理并对其齿面接触特性展开了研究。提出并建立了非圆齿轮齿面数学模型,通过齿向修形原理引入修形矩阵,建立圆弧鼓形齿面方程,建立含有安装误差的坐标系,经由坐标变换使主动... 为了解决非圆齿轮的边缘接触问题,对非圆齿轮齿面进行了修形处理并对其齿面接触特性展开了研究。提出并建立了非圆齿轮齿面数学模型,通过齿向修形原理引入修形矩阵,建立圆弧鼓形齿面方程,建立含有安装误差的坐标系,经由坐标变换使主动轮鼓形齿与未修形从动轮渐开线齿在该坐标系下实现正确啮合,进而得到了修形齿轮副的齿面接触分析(TCA)数学模型,分析了不同参数对齿轮副的几何接触特性的影响。结果表明:中心距误差仅对齿轮重合度影响较小,轴平行度误差对其接触轨迹及接触区域均有较大影响。 展开更多
关键词 非圆齿轮 齿向修形 齿轮接触分析 安装误差 接触迹线
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多段变性Pascal蜗线齿轮传动特性分析 被引量:2
3
作者 陶德华 王英 +4 位作者 曹振新 李凝 胡礼广 宣仲义 蒋洪奎 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期475-482,共8页
为得到不同传动特性的Pascal蜗线齿轮机构,基于二段变性Pascal蜗线齿轮生成机理构建多段变性Pascal蜗线齿轮机构。将Pascal蜗线曲线划分成N段,并在每一区段内引入不同的变性系数,由此获得多段变性Pascal蜗线。基于几何图学构建该曲线数... 为得到不同传动特性的Pascal蜗线齿轮机构,基于二段变性Pascal蜗线齿轮生成机理构建多段变性Pascal蜗线齿轮机构。将Pascal蜗线曲线划分成N段,并在每一区段内引入不同的变性系数,由此获得多段变性Pascal蜗线。基于几何图学构建该曲线数学方程。将多段变性Pascal蜗线曲线应用于齿轮机构,得到一种变速传动的非圆齿轮机构,并构建该类型齿轮机构传动数学模型。为便于优化设计,编制了多段变性Pascal蜗线齿轮机构可视化设计平台,分析了变性系数对Pascal蜗线族齿轮的影响,总结了变性系数选取准则。分析了三段变性Pascal蜗线齿轮机构的传动特性和多段变性Pascal蜗线齿轮在压力机上的应用。研究发现:在不同区段内引入不同的变性系数,可获得不同的传动特性;且分段数量越多,可调节性越强,获得的传动特性种类越多。 展开更多
关键词 Pascal蜗线齿轮 多段变性 传动比 压力角 重合度
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变齿厚非圆齿轮齿廓曲面生成方法及啮合试验
4
作者 史诺 刘琼 +3 位作者 陈振 张吕康 田文婷 何玺 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期43-49,共7页
针对非圆齿轮传动易形成齿面磨损,导致啮合侧隙增大从而降低传动精度的问题,提出耦合变齿厚齿轮结构特点构建变齿厚非圆齿轮的方案。根据变齿厚轮齿的调隙原理及结构形态,以非圆齿轮节曲线为基准创建多层包络模型,通过图像处理方法提取... 针对非圆齿轮传动易形成齿面磨损,导致啮合侧隙增大从而降低传动精度的问题,提出耦合变齿厚齿轮结构特点构建变齿厚非圆齿轮的方案。根据变齿厚轮齿的调隙原理及结构形态,以非圆齿轮节曲线为基准创建多层包络模型,通过图像处理方法提取齿廓曲线,将各个截面的齿廓曲线扫掠后形成变齿厚非圆齿轮的三维数字化模型,并采用多轴电火花线切割的方式进行加工,最后搭建试验台进行啮合测试。试验结果表明,变齿厚非圆齿轮副啮合平稳,运行中无干涉,调节主动轮与从动轮的轴向相对位置即可实现啮合侧隙的调节,从动轮输出的角速度曲线符合预期运动规律,变齿厚非圆齿轮有利于变速状态下的精密传动,具有良好的推广价值。 展开更多
关键词 变齿厚 非圆齿轮 啮合侧隙 包络模型 齿廓提取
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巴斯噶蜗线齿轮驱动导条机构设计与分析
5
作者 徐祥伍 曲湘明 《毛纺科技》 北大核心 2025年第5期110-114,共5页
为提升导条机构运动特性,在分析正弦机构运动特性和巴斯噶蜗线齿轮传动特性的基础上,提出一种巴斯噶蜗线齿轮和正弦机构组合传动的新型导条机构。利用MatLab编制该新型导条机构的可视化设计平台,以便于优化分析该新型导条机构;分析各设... 为提升导条机构运动特性,在分析正弦机构运动特性和巴斯噶蜗线齿轮传动特性的基础上,提出一种巴斯噶蜗线齿轮和正弦机构组合传动的新型导条机构。利用MatLab编制该新型导条机构的可视化设计平台,以便于优化分析该新型导条机构;分析各设计参数对导条杆运动特性的影响规律,发现通过调整发生圆直径和展长可获得等速导条的运动规律,而变性系数会破坏等速导条的运动规律,研究结果可为后续导条机构的优化设计和实际应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 巴斯噶蜗线齿轮 正弦机构 等速 导条机构
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常见的凸封闭节曲线非圆齿轮副设计 被引量:39
6
作者 刘永平 吴序堂 李鹤岐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期143-146,共4页
根据非圆齿轮的啮合原理,针对椭圆、偏心圆和巴斯噶蜗线等几种常见的凸封闭节曲线及其共轭的非圆齿轮,推导了节曲线的计算公式,并可利用计算机进行精确求解和某些特性参数的修正计算。对三类齿轮副的传动性能和设计制造方面的优缺点进... 根据非圆齿轮的啮合原理,针对椭圆、偏心圆和巴斯噶蜗线等几种常见的凸封闭节曲线及其共轭的非圆齿轮,推导了节曲线的计算公式,并可利用计算机进行精确求解和某些特性参数的修正计算。对三类齿轮副的传动性能和设计制造方面的优缺点进行了对比分析,为其后续设计和制造提供依据。 展开更多
关键词 非圆齿轮 椭圆 偏心圆 巴斯噶蜗线 节曲线
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椭圆齿轮参数化设计与运动仿真系统的开发 被引量:7
7
作者 田芳勇 姜衍仓 +1 位作者 胡赤兵 邵兵 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第2期30-33,共4页
非圆齿轮因其节曲线为非圆形,计算复杂,设计困难,目前的三维设计软件都无法直接进行实体建模.根据非圆齿轮的设计理论,利用Visual Basic 6.0良好的界面设计功能和计算能力对SolidWorks进行二次开发,设计出椭圆齿轮参数化设计与运动仿真... 非圆齿轮因其节曲线为非圆形,计算复杂,设计困难,目前的三维设计软件都无法直接进行实体建模.根据非圆齿轮的设计理论,利用Visual Basic 6.0良好的界面设计功能和计算能力对SolidWorks进行二次开发,设计出椭圆齿轮参数化设计与运动仿真系统.实现椭圆齿轮的三维参数化建模与运动仿真,解决椭圆齿轮设计中的复杂计算和三维实体造型难的问题,可以提高设计精度,缩短产品开发周期,保证产品质量. 展开更多
关键词 非圆齿轮 椭圆齿轮 参数化设计 运动仿真 VISUAL Basic 6.0 SOLIDWORKS
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Pascal蜗线型齿轮滚切插补算法对比 被引量:6
8
作者 王亚洲 胡赤兵 +2 位作者 刘永平 邬再新 王保民 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期45-49,共5页
根据Pascal蜗线型齿轮滚切加工模型推导出Pascal蜗线型齿轮滚切插补算法,探讨了不同插补算法中程序段弧长和机床运动轴的变化规律.同时,为了对比程序段弧长的均匀性,提出了程序段弧长均匀度的概念.实例结果表明,在最小曲率半径处,工件... 根据Pascal蜗线型齿轮滚切加工模型推导出Pascal蜗线型齿轮滚切插补算法,探讨了不同插补算法中程序段弧长和机床运动轴的变化规律.同时,为了对比程序段弧长的均匀性,提出了程序段弧长均匀度的概念.实例结果表明,在最小曲率半径处,工件等极角插补程序段弧长最长,工件等转角插补程序段弧长变换较为平稳,工件等弧长插补程序段弧长相等;3种插补算法程序段的弧长均匀度由小到大依次为工件等弧长插补、工件等转角插补和工件等极角插补;采用工件等极角插补算法时机床运动轴无一恒定,不便于控制,采用工件等转角插补算法的滚刀控制复杂,而工件等弧长插补算法较为实用. 展开更多
关键词 非圆齿轮 Pascal蜗线 插补算法 机床运动轴 程序段弧长
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傅里叶非圆齿轮驱动四叶片差速泵设计与特性分析 被引量:9
9
作者 徐高欢 陈建能 张国凤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期80-87,74,共9页
提出了一种傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,并在叶片上安装与转动方向相同的单向阀。建立了傅里叶非圆齿轮传动模型和差速泵瞬时流量模型,采用Matlab编写了分析设计软件。利用该软件分析了相同泵结构参数下的3组典型节曲线参数对节... 提出了一种傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,并在叶片上安装与转动方向相同的单向阀。建立了傅里叶非圆齿轮传动模型和差速泵瞬时流量模型,采用Matlab编写了分析设计软件。利用该软件分析了相同泵结构参数下的3组典型节曲线参数对节曲线形状、差速泵瞬时流量、排量、单双泵和单向阀对脉动率的影响,并与偏心圆-非圆齿轮驱动的四叶片差速泵比较,得到双泵并联的傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵相比偏心圆-非圆齿轮驱动的差速泵在排量相当的情况下能使脉动率降低10.3%,在叶片上安装与转动方向相同的单向阀有效地解决了困液问题。 展开更多
关键词 傅里叶非圆齿轮 差速泵 设计 瞬时流量 困液
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基于MATLAB的椭圆类齿轮参数化设计 被引量:7
10
作者 胡赤兵 苑明杰 +1 位作者 刘浩 李特 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期41-45,共5页
椭圆类齿轮是最常用的一种节曲线封闭的非圆齿轮.介绍椭圆类齿轮的基本理论,建立高阶椭圆齿轮的数学模型,在理论分析的基础上,以MATLAB为计算编程工具,编制参数化设计程序完成各类参数校验和数据计算.编制的程序能够根据不同的设计参数... 椭圆类齿轮是最常用的一种节曲线封闭的非圆齿轮.介绍椭圆类齿轮的基本理论,建立高阶椭圆齿轮的数学模型,在理论分析的基础上,以MATLAB为计算编程工具,编制参数化设计程序完成各类参数校验和数据计算.编制的程序能够根据不同的设计参数快捷精确的生成高阶椭圆齿轮副的啮合数据、节曲线和轮齿参数. 展开更多
关键词 非圆齿轮 节曲线 参数化 MATLAB
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一种共轭凹凸型非圆齿轮机构的设计 被引量:10
11
作者 俞高红 虞佳萍 +2 位作者 童俊华 叶秉良 郑士永 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第16期2155-2159,2165,共6页
为了设计出传动比函数具有二次不等幅特点的凹凸型非圆齿轮机构,利用自主开发的生成齿廓的软件设计了主动齿轮齿廓,利用CAD软件优化了内凹部分的曲线。提出了新的齿廓生成方法,利用Pro/E软件仿照展成法原理,用主动轮作刀具、从动轮作毛... 为了设计出传动比函数具有二次不等幅特点的凹凸型非圆齿轮机构,利用自主开发的生成齿廓的软件设计了主动齿轮齿廓,利用CAD软件优化了内凹部分的曲线。提出了新的齿廓生成方法,利用Pro/E软件仿照展成法原理,用主动轮作刀具、从动轮作毛坯生成从动齿轮齿廓。进行了虚拟仿真,提取了齿轮传动比的理论值。完成了齿轮传动试验,并利用高速摄像机测得了齿轮传动比的试验值。结果显示两组传动比的值基本一致,验证了凹凸型非圆齿轮啮合和传动的正确性及该类齿轮在应用中的可行性。 展开更多
关键词 非圆齿轮 二次不等幅 凹凸型 齿廓设计
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椭圆齿轮齿廓的计算机辅助设计与制造 被引量:9
12
作者 熊镇芹 吴序堂 李建刚 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期810-812,共3页
根据非圆齿轮的啮合原理给出了椭圆齿轮的齿廓、齿顶、齿根以及过渡曲线的理论方程 ,利用计算机求出了每个齿的实际齿形坐标 ,并在线切割机床上按实际的理论齿形尺寸加工出了给定参数的椭圆齿轮。
关键词 椭圆齿轮 啮合原理 齿廓 CAD 线切割
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椭圆类齿轮CAD系统的研究 被引量:7
13
作者 张瑞 吴序堂 +1 位作者 聂钢 李建刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期138-141,共4页
在提取椭圆类齿轮设计共性的基础上,以具有椭圆普遍性质的高阶变性椭圆为基本数学模型,可视化面向对象的编程语言VB6.0为开发工具,建立了椭圆类齿轮CAD系统。阐述了该CAD系统的构成、主要模块功能及软件系统的实现。系统具有设计与测绘... 在提取椭圆类齿轮设计共性的基础上,以具有椭圆普遍性质的高阶变性椭圆为基本数学模型,可视化面向对象的编程语言VB6.0为开发工具,建立了椭圆类齿轮CAD系统。阐述了该CAD系统的构成、主要模块功能及软件系统的实现。系统具有设计与测绘参数校核两大功能。 展开更多
关键词 椭圆类齿轮 计算机辅助设计 软件设计
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三阶非圆行星齿轮机构节曲线计算分析 被引量:7
14
作者 胡赤兵 王亚洲 +1 位作者 黄洋 刘永平 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第5期21-24,共4页
介绍非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以变中心距N-G-N 34型非圆行星轮系液压马达作为对象的分析模型,推导出三阶非圆行星齿轮机构非圆齿轮的节曲线计算公式,具体给出节曲线应满足的两个条件的计算方法及结果.在理论分析的基础上,采用... 介绍非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以变中心距N-G-N 34型非圆行星轮系液压马达作为对象的分析模型,推导出三阶非圆行星齿轮机构非圆齿轮的节曲线计算公式,具体给出节曲线应满足的两个条件的计算方法及结果.在理论分析的基础上,采用Matlab工具,以34型变中心距非圆行星齿轮机构为例对其节曲线进行求解并生成高阶椭圆曲线. 展开更多
关键词 非圆齿轮 节曲线 MATLAB
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非圆行星齿轮机构的参数设计与三维造型 被引量:4
15
作者 胡赤兵 苑明杰 +2 位作者 刘永平 黄洋 刘浩 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第4期42-45,共4页
针对变中心距非圆行星齿轮机构应用于液压马达中独特的优点,介绍变中心距非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以SOK型非圆行星液压马达作为对象的分析模型,在理论分析的基础上,采用Matlab和CAXA工具,以46型变中心距非圆行星齿轮机构为例... 针对变中心距非圆行星齿轮机构应用于液压马达中独特的优点,介绍变中心距非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以SOK型非圆行星液压马达作为对象的分析模型,在理论分析的基础上,采用Matlab和CAXA工具,以46型变中心距非圆行星齿轮机构为例对其节曲线进行求解并进行三维造型,生成的齿轮三维实体可用于装配设计、运动仿真及计算机辅助教学中. 展开更多
关键词 非圆齿轮 节曲线 Matlab CAXA
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偏心端曲面齿轮副几何设计及分析 被引量:7
16
作者 林超 吴小勇 曾东 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期227-232,共6页
提出一种能够同时传递相交轴间的转动和移动的端曲面齿轮副.根据齿轮传动有关理论,设计了偏心端曲面齿轮副传动比,推导了偏心端曲面齿轮副节曲线.通过齿轮啮合原理,建立了该齿轮副的啮合方程和齿面方程,研究了偏心端曲面齿轮副压力角的... 提出一种能够同时传递相交轴间的转动和移动的端曲面齿轮副.根据齿轮传动有关理论,设计了偏心端曲面齿轮副传动比,推导了偏心端曲面齿轮副节曲线.通过齿轮啮合原理,建立了该齿轮副的啮合方程和齿面方程,研究了偏心端曲面齿轮副压力角的变化规律,并使用SolidWorks的API接口进行二次开发,实现了偏心端曲面齿轮副的三维建模.分析结果表明偏心端曲面齿轮副设计方法能够实现更大的传动比和压力角,满足更多的潜在工程应用. 展开更多
关键词 端曲面齿轮 传动比 几何特性 压力角
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用三次样条进行非圆齿轮节曲线设计的研究 被引量:9
17
作者 刘生林 黄先祥 吴序堂 《机械设计》 CSCD 北大核心 1999年第5期20-21,39,共3页
本文在Hermite三次参数曲线的基础上,提出了选取极角变量作为参数来构造设计非圆齿轮节曲线的新方法,使得可根据实际要求将非圆齿轮节曲线设计成任何所需形状,并通过对非圆齿轮低速大扭矩液压马达节曲线的设计实例,展示了该... 本文在Hermite三次参数曲线的基础上,提出了选取极角变量作为参数来构造设计非圆齿轮节曲线的新方法,使得可根据实际要求将非圆齿轮节曲线设计成任何所需形状,并通过对非圆齿轮低速大扭矩液压马达节曲线的设计实例,展示了该方法的实效性,较好地解决了非圆齿轮节曲线的离散化设计及其形状控制的难题。 展开更多
关键词 三次样条 节曲线 非圆齿轮 离散化 设计
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卵形齿轮副计算机辅助分析系统研究 被引量:5
18
作者 刘忠明 侯东海 +1 位作者 王小椿 吴序堂 《机械设计》 CSCD 北大核心 2000年第3期37-40,共4页
根据非圆齿轮的加工原理 ,建立了卵形齿轮的齿廓计算模型 ,开发了卵形齿轮副的计算机辅助设计与分析系统 ,进而分析了卵形齿轮副的若干几何和啮合特性 :传动比、压力角、根切现象、齿廓曲率半径等 ,为设计人员提供了完整的设计和分析平... 根据非圆齿轮的加工原理 ,建立了卵形齿轮的齿廓计算模型 ,开发了卵形齿轮副的计算机辅助设计与分析系统 ,进而分析了卵形齿轮副的若干几何和啮合特性 :传动比、压力角、根切现象、齿廓曲率半径等 ,为设计人员提供了完整的设计和分析平台 ,并可将系统输出的齿廓坐标或齿廓图形直接用于线切割加工。 展开更多
关键词 非圆齿轮 运动学分析 CAD CAE 卵形齿轮副
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蜗线齿轮副的设计与传动 被引量:8
19
作者 任廷志 刘大伟 贲红艳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第1期55-59,共5页
给出蜗线齿轮节曲线具有n个周期的一般形式,根据非圆齿轮节曲线封闭和光滑连接的性质,应用留数定理,推导出与蜗线齿轮共轭的非圆齿轮节曲线方程及两齿轮的中心距,为蜗线齿轮的设计提供了理论基础;将现有的椭圆齿轮副、偏心圆齿轮副与蜗... 给出蜗线齿轮节曲线具有n个周期的一般形式,根据非圆齿轮节曲线封闭和光滑连接的性质,应用留数定理,推导出与蜗线齿轮共轭的非圆齿轮节曲线方程及两齿轮的中心距,为蜗线齿轮的设计提供了理论基础;将现有的椭圆齿轮副、偏心圆齿轮副与蜗线齿轮副的性能进行了详细的比较,包括传动比、压力角及节曲线凹凸性,得到了各个齿轮副的传动特点,为实际应用中非圆齿轮的选用提供了依据。最后分别以单周期和多周期蜗线齿轮为例,对其节曲线及齿形进行了仿真。 展开更多
关键词 非圆齿轮 节曲线 留数定理 传动性能
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齿轮范成实验的一种图形仿真系统 被引量:6
20
作者 谭伟明 唐东炜 吴楷 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2011年第8期73-75,共3页
介绍一种面向齿轮范成原理实验教学的图形仿真CAI软件。借助于计算机图形学工具,直观、动态地模拟齿轮范成加工的情况,充分展示齿轮设计参数对于渐开线齿廓曲线的影响规律。多年的实践证明,利用该软件进行实验教学,不但能够提高实验效率... 介绍一种面向齿轮范成原理实验教学的图形仿真CAI软件。借助于计算机图形学工具,直观、动态地模拟齿轮范成加工的情况,充分展示齿轮设计参数对于渐开线齿廓曲线的影响规律。多年的实践证明,利用该软件进行实验教学,不但能够提高实验效率,还能使学生更容易理解和掌握齿轮传动理论。与传统的机械式齿轮范成仪实验相结合,二者相得益彰,能够得到最好的教学效果。 展开更多
关键词 计算机辅助教学(CAI) 图形仿真 渐开线齿轮 范成加工法
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