Развитие теории зацеплений и формообразования поверхностей на основе новых геометро-кинематических представлений

• Автор: Бабичев, Дмитрий Тихонович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 421 с. : ил.

ЧАСТЬ 1.
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА РАБОЧИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАЦЕПЛЕНИЙ НА ОСНОВЕ НОВЫХ ПОНЯТИЙ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ ЗАЦЕПЛЕНИЙ:

ДОСТИЖЕНИЯ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор работ по аналитическим методам исследования

ЗАЦЕПЛЕНИЙ И ИХ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

1.1.1. Обзор работ по теории зацеплений в период её расцвета

(1935 - 1975 годы)

1.1.2. Обзор работ по теории зацеплений в период её зрелости

(1975 - 2002 годы)

1.1.3. Обзор работ по компьютерному моделированию зацеплений
1.1.3.1. Обзор российского программного обеспечения по геометрии передач и зубообработки
1.1.3.2. Краткий обзор зарубежного программного обеспечения по геометрии передач и зубообработки
1.2. Основные прикладные задачи, решаемые методами теории ЗАЦЕПЛЕНИЙ
1.2.1. Задача профилирования
1.2.2. Обратная задача ТЗЗ и анализ контактного взаимодействия
зубьев
1.2.3. Синтез зацеплений с заданными или экстремальными свойствалш, включая высшие пары с максимальной нагрузочной способностью
1.2.4. Синтез станочных зацеплений, обеспечиваюъцих требуемое качество передач
1.2.5. Анализ погруженности режугцих и давящих элементов инструментов
1.3. Основные проблемы, возникающие при анализе и синтезе ГЕОМЕТРИИ ЗАЦЕПЛЕНИЙ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.3.1. Методы теории зацеплений и направление развития кинематического метода
1.3.2. Базовые геометрические понятия и необходимость их расширения
1.3.3. Актуальные, нетрадиционные и «забытые» в теории зацеплений геометрические задачи
1.3.4 Обзор задач, сопутствующих реализации универсальных
компьютерных програмш анализа и синтеза геометрии зацеплений.. 58 Выводы
ГЛАВА 2. ПОИСК ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСШИХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР С ЛИНЕЙНЫМ КАСАНИЕМ, ОБЛАДАЮЩИХ МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ
2 Л. Критерии работоспособности тяжелонагруженного линейного
КОНТАКТА ДВУХ ТЕЛ
2.2. Локальные критерии эффективности использования рабочих
ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЬЕВ В ПЕРЕДАЧАХ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ
2.3. Постановка задач оптимизации и методология их решения
2.4. Основные результаты проведенного исследования
Выводы
ГЛАВА 3. СКОРОСТЬ И УСКОРЕНИЕ ВНЕДРЕНИЯ - ГЛАВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛА С ПРОСТРАНСТВОМ
3.1. Уравнение зацепленияи скорость внедрения
3.1.1. Уравнение зацепления
3.1.2. Скорость внедрения
3.2. Ускорение внедрения
3.2.1. Относительные ускорения в различных системах отсчета
3.2.2. Основы методики нахождения ускорения внедрения
3.2.3. Вычисление производной от орта нормали
Случай 1. Производящий элемент - поверхность
Случай 2. Производящий элемент - линия
Случай 3. Производящий элемент - точка
3.2.4. Нахоэ/сдение относительных скоростей и ускорений
3.2.5. Вычисление ускорения внедрения
Случай 1. Один свободный параметр движения
Случай 2. Два свободных параметра движения
Случай 3. Более двух свободных параметров движения
3.3. Рекуррентные формулы для нахождения относительных скоростей и ускорений
3.3.1. Формулы для первого кинематического соединения
3.3.2. Рекуррентные формулы для очередного кинематического соединения
3.3.3. Алгоритм вычисления относительных скоростей и ускорений по рекуррентным формулам
Выводы

ГЛАВА 4. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОФИЛИРОВАНИЯ,
НЕ ТРЕБУЮЩИЙ СОСТАВЛЕНИЯ И РЕШЕНИЯ
УРАВНЕНИЙ ЗАЦЕПЛЕНИЯ
4Л. Идея метода и его основные положения
4.2. Пример использования метода для анализа плоского ЗАЦЕПЛЕНИЯ
4.3. Особенности профилирования при одно- и многопараметрическом движении производящего ЭЛЕМЕНТА
4.4. Разработанный метод - средство для вычисления величины огранки (шероховатости)
4.5. Разработанный метод - основа для исследования интенсивности
ЗАГРУЗКИ РЕЖУЩИХ И ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.6. Разработанный метод - “постпроцессор” для
НЕДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
4.7. Разработанный метод - одно из средств построения ИТЕРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ АНАЛИЗА и синтеза зацеплений
4.8. Достоинства, недостатки, сферы применения и направления совершенствования кинематического метода
ПРОФИЛИРОВАНИЯ
Выводы
ГЛАВА 5. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИВИЗНЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СКОРОСТЬ И УСКОРЕНИЕ ВНЕДРЕНИЯ
5.1. Краткий обзор работ по методам нахождения кривизны
ПОВЕРХНОСТЕЙ
5.2. Кривизна нормальных сечений и геодезическое кручение. Индикатрисы Дюпена и их аналоги
5.2.1. Кривизна нормальных сечений и индикатрисы Дюпена
5.2.2. Геодезические линии и геодезическое кручение поверхности
5.3. Принцип определения приведенной кривизны через ускорение внедрения. Базовая формула
5.4. Две основные формулы для вычисления приведенной кривизны в пространственных и плоских зацеплениях
5.5. Идентичность основной формулы для плоских зацеплений уравнению Эйлера-Савари
5.6. Формулы для вычисления кривизны нормальных сечений
ВЗАИМООГИБАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СРАВНЕНИЕ ИХ
С УРАВНЕНИЯМИ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ
5.7. Вычисление кривизн в многопараметрических зацеплениях
5.8. Алгоритмы вычисления кривизн для общего метода образования поверхностей
Выводы
Таблица 1
Кинематические методы в решении основных задач теории зацеплений
Задачи Эффектив- ность ПРИГ ОДНОС ТЬ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО решения задач И МОДЕЛИРОВАНИЯ Распростра- ненность кинемати- ческого МЕТОДА
Кинема ТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ Других методов Кинематических методов Других методов
1. Задача профилирования (Найти огибающую семейства производящих ) Высокая Средняя От выше удовлетворительно (исследования); до ниже удовлетворительно (промышленность) От выше удовлетворительно1; до неудовлетворительно2 Преобладает (аналитика); пока преобладает (расчеты)4
2. Найти кривизну огибающей Высокая Средняя и выше Хорошая От неудовлетворительно1 до хорошо Преобладает
3. Локальные условия касания3
4. Особые точки на поверхностях, условия подрезания Выше средней Средняя Эт выше удовлетв. (исследования); до ниже удовлетв. (промышленность) От почти хорошей ’; до ниже удовлетв.2 Пока преоб- 4 ладает
5. Связь между кривизнами3 Высо- кая Высо- кая6; На компьютерах такая задача не решалась Общеприз- нанный
6. Загрузка инструментов7 Высокая Высокая8; До работ [225,435,433] неудовлетворительно; сейчас -хорошая Хорошая1 Почти не используют
7. Другие задачи9 До высокой До высокой На компьютерах такие задачи не решались Общеприз- нанный
1 Для недифференциальных методов.
2 Для других дифференциальных методов (не кинематических).
3 Приведенная кривизна, направление характеристики и т.п.
4 Вытесняется недифференциальными методами, из-за их большей надежности
3 Нахождение аналитической связи между кривизной огибаемой и огибающей поверхностей.
6 Для тензорных методов; для других - ниже.
7 Толщины срезаемых слоев для обкатных инструментов и т.п.
8 Для недифференциальных методов; других (дифференциальных методов) - нет.
9 Разработка методов получения поверхностей и методов синтеза сопряженных поверхностей; формулирование и доказательство положений и теорем и т.п.