專利名稱：一種蝸輪的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量、逆向工程和CAD領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)綜合應(yīng)用的建模方法，特 別是一種含有復(fù)雜曲面的蝸輪的三維實(shí)體建模方法。
背景技術(shù)：
蝸輪傳統(tǒng)的加工方法是利用蝸輪滾刀進(jìn)行滾切而成，而滾刀準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，制造復(fù) 雜。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，借助數(shù)控機(jī)床和CAM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)蝸輪的數(shù)控加工，前提條件需 要基于蝸輪的三維實(shí)體模型。由于蝸輪齒面復(fù)雜，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的共軛方程求 解，才能獲得齒面計(jì)算點(diǎn)。因此該技術(shù)領(lǐng)域需要一種無(wú)需復(fù)雜計(jì)算過(guò)程的快速準(zhǔn)確的蝸輪 的三維實(shí)體建模方法。本發(fā)明提出了利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，基于逆向工程，對(duì)制造商提供的標(biāo) 準(zhǔn)樣件或經(jīng)過(guò)加工滿足嚙合性能要求的理想齒輪進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，從而避開(kāi)了復(fù)雜的計(jì)算過(guò) 程，可快速建立起蝸輪的三維實(shí)體模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速準(zhǔn)確的蝸輪的建模方法，為蝸輪的后續(xù)數(shù)字化分 析、制造與測(cè)量奠定了良好的基礎(chǔ)。本發(fā)明提供了一種蝸輪的建模方法，包括1)應(yīng)用CAD軟件，根據(jù)蝸輪齒坯尺寸建 立齒坯模型；2)基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量蝸輪的齒面，得到齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)；3)根據(jù)齒面離 散數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)用CAD軟件，進(jìn)行齒面擬合，得到齒面曲面模型；4)在CAD軟件中，對(duì)正向造型 得到的齒坯模型和逆向造型得到的齒面模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，得到帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD 模型；5)環(huán)形陣列后得到蝸輪完整的三維實(shí)體模型。其中所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為自動(dòng)測(cè)量機(jī)或計(jì)算機(jī)數(shù)字控制測(cè)量機(jī)，優(yōu)選計(jì)算機(jī)數(shù)字 控制測(cè)量機(jī)；其中所述布爾運(yùn)算通過(guò)對(duì)齒坯模型和齒面模型進(jìn)行并集、交集或差集的運(yùn)算， 優(yōu)選差集運(yùn)算。本發(fā)明基于逆向工程的思想，對(duì)蝸輪標(biāo)準(zhǔn)樣件或經(jīng)過(guò)加工滿足嚙合性能要求的理 想蝸輪進(jìn)行反求設(shè)計(jì)。本發(fā)明的建模方法是將現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和逆向工程相 結(jié)合，既避免了復(fù)雜的共軛方程求解的繁瑣運(yùn)算，又能快速實(shí)現(xiàn)符合嚙合原理及數(shù)控加工 的三維實(shí)體模型，為為后續(xù)蝸輪的數(shù)字化分析、制造與測(cè)量奠定了良好的基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種蝸輪的建模方法，包括1)應(yīng)用CAD軟件，根據(jù)蝸輪齒坯尺寸建 立齒坯模型；2)基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量蝸輪的齒面，得到齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)；3)根據(jù)齒面離 散數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)用CAD軟件，進(jìn)行齒面擬合，得到齒面曲面模型；4)在CAD軟件中，對(duì)正向造型 得到的齒坯模型和逆向造型得到的齒面模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，得到帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD 模型；5)環(huán)形陣列后得到蝸輪完整的三維實(shí)體模型。其中所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為自動(dòng)測(cè)量機(jī)或計(jì)算機(jī)數(shù)字控制測(cè)量機(jī)。自動(dòng)測(cè)量機(jī)由測(cè)頭自動(dòng)完成對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度的瞄準(zhǔn)定位，由人工完成其他測(cè)量過(guò)程；計(jì)算機(jī)數(shù)字控制測(cè)量機(jī)在 自動(dòng)瞄準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)上，按照預(yù)先編制好的程序自動(dòng)完成全部測(cè)量和計(jì)算過(guò)程。優(yōu)選計(jì)算 機(jī)數(shù)字控制測(cè)量機(jī)。 其中所述布爾運(yùn)算通過(guò)對(duì)齒坯模型和齒面模型進(jìn)行并集、交集或差集的運(yùn)算。并 集計(jì)算將齒坯模型和齒面模型合并，相交的部分將被刪除，形成帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD 模型；交集計(jì)算將齒坯模型和齒面模型相交的部分保留下來(lái)，刪除不相交的部分，形成帶有 一個(gè)齒槽的蝸輪CAD模型；差集計(jì)算在齒坯模型中減去與齒面模型重合的部分，或在齒面 模型中減去與齒坯模型重合的部分形成帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD模型。優(yōu)選差集運(yùn)算。
權(quán)利要求
1.一種蝸輪的建模方法，包括1)應(yīng)用CAD軟件，根據(jù)蝸輪齒坯尺寸建立齒坯模型； 2)基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量蝸輪的齒面，得到齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)；3)根據(jù)齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)用 CAD軟件，進(jìn)行齒面擬合，得到齒面曲面模型；4)在CAD軟件中，對(duì)正向造型得到的齒坯模型 和逆向造型得到的齒面模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，得到帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD模型；5)環(huán)形陣 列后得到蝸輪完整的三維實(shí)體模型；其中所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為自動(dòng)測(cè)量機(jī)或計(jì)算機(jī)數(shù)字控 制測(cè)量機(jī)，其中所述布爾運(yùn)算通過(guò)對(duì)齒坯模型和齒面模型進(jìn)行并集、交集或差集的運(yùn)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝸輪的建模方法，其中所述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為計(jì)算機(jī)數(shù)字控制 測(cè)量機(jī)；其中所述布爾運(yùn)算為差集運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種蝸輪的建模方法，包括1)應(yīng)用CAD軟件，根據(jù)蝸輪齒坯尺寸建立齒坯模型；2)基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量蝸輪的齒面，得到齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)；3)根據(jù)齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)用CAD軟件，進(jìn)行齒面擬合，得到齒面曲面模型；4)在CAD軟件中，對(duì)正向造型得到的齒坯模型和逆向造型得到的齒面模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，得到帶有一個(gè)齒槽的蝸輪CAD模型；5)環(huán)形陣列后得到蝸輪完整的三維實(shí)體模型。該建模方法為蝸輪的后續(xù)數(shù)字化分析、制造與測(cè)量奠定了良好的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102129500SQ20111006635
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者張賓, 雷保珍, 魏文君 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)