[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于牛牙功能機(jī)制的多級(jí)磨頭協(xié)同仿生設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910659551.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110287649B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周仲榮;王金棟;成聰;鄭靖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專(zhuān)利代理有限公司 51268
• 代理人: 鐘玉巧

1.一種基于牛牙功能機(jī)制的多級(jí)磨頭協(xié)同仿生設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

S1、選取牛的上、下頜牙列為生物耦合模本，基于反求工程技術(shù)構(gòu)建牛牙列的實(shí)體模型；

S2、建立切齒切削直角坐標(biāo)系，根據(jù)步驟S1建立的牛牙列的實(shí)體模型提取切齒功能特征參數(shù)優(yōu)化磨頭切刀結(jié)構(gòu)；

S3、建立磨牙切削直角坐標(biāo)系，根據(jù)步驟S1建立的牛牙列的實(shí)體模型提取磨牙功能結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化磨頭磨齒結(jié)構(gòu)；所述磨頭為三級(jí)磨頭；步驟S3所述根據(jù)步驟S1建立的牛牙列的實(shí)體模型提取磨牙功能結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化磨頭磨齒結(jié)構(gòu)，具體為：

根據(jù)上頜第一磨牙齒坎寬深比優(yōu)化定磨頭三級(jí)定子齒槽寬深比，根據(jù)上頜第一磨牙齒坎傾角優(yōu)化定磨頭三級(jí)定子齒面前角，根據(jù)上頜第一磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化定磨頭三級(jí)定子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)，

根據(jù)上頜第二磨牙齒坎寬深比優(yōu)化定磨頭二級(jí)定子齒槽寬深比，根據(jù)上頜第二磨牙齒坎傾角優(yōu)化定磨頭二級(jí)定子齒面前角，根據(jù)上頜第二磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化定磨頭二級(jí)定子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)，

根據(jù)上頜第三磨牙齒坎寬深比優(yōu)化定磨頭一級(jí)定子齒槽寬深比，根據(jù)上頜第三磨牙齒坎傾角優(yōu)化定磨頭一級(jí)定子齒面前角，根據(jù)上頜第三磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化定磨頭一級(jí)定子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)，

根據(jù)下頜第一磨牙齒坎寬深比優(yōu)化動(dòng)磨頭三級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比，根據(jù)下頜第一磨牙齒坎傾角優(yōu)化動(dòng)磨頭三級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角，根據(jù)下頜第一磨牙齒坎夾角優(yōu)化動(dòng)磨頭三級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角，根據(jù)下頜第一磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化動(dòng)磨頭三級(jí)轉(zhuǎn)子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)；

根據(jù)下頜第二磨牙齒坎寬深比優(yōu)化動(dòng)磨頭二級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比，根據(jù)下頜第二磨牙齒坎傾角優(yōu)化動(dòng)磨頭二級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角，根據(jù)下頜第二磨牙齒坎夾角優(yōu)化動(dòng)磨頭二級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角，根據(jù)下頜第二磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化動(dòng)磨頭二級(jí)轉(zhuǎn)子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)；

根據(jù)下頜第三磨牙齒坎寬深比優(yōu)化動(dòng)磨頭一級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比，根據(jù)下頜第三磨牙齒坎傾角優(yōu)化動(dòng)磨頭一級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角，根據(jù)下頜第三磨牙齒坎夾角優(yōu)化動(dòng)磨頭一級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角，根據(jù)下頜第三磨牙齒星圓弧半徑參數(shù)優(yōu)化動(dòng)磨頭一級(jí)轉(zhuǎn)子磨齒后刀面結(jié)構(gòu)；

S4、基于仿生耦合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，設(shè)置磨頭切刀結(jié)構(gòu)、磨頭磨齒結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化范圍，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)方案進(jìn)一步優(yōu)化仿生結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于牛牙功能機(jī)制的多級(jí)磨頭協(xié)同仿生設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S2所述根據(jù)步驟S1建立的牛牙列的實(shí)體模型提取切齒功能特征參數(shù)優(yōu)化磨頭切刀結(jié)構(gòu)，具體為：提取牛牙列左右兩側(cè)其中一側(cè)下頜門(mén)齒前角優(yōu)化動(dòng)磨頭切刀前角。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于牛牙功能機(jī)制的多級(jí)磨頭協(xié)同仿生設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S3所述磨牙功能結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：與所提取門(mén)齒同側(cè)的上、下頜的三對(duì)磨牙的齒坎寬深比、齒坎傾角、齒星圓弧半徑，所述三對(duì)磨牙按照從外向內(nèi)記為第一磨牙、第二磨牙、第三磨牙。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于牛牙功能機(jī)制的多級(jí)磨頭協(xié)同仿生設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S4所述設(shè)置磨頭切刀結(jié)構(gòu)、磨頭磨齒結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化范圍，具體為：

設(shè)置動(dòng)磨頭切刀結(jié)構(gòu)、磨齒結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化范圍為：切刀前角25°～55°；一級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比0.9～1.5、一級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角6°～24°、一級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角55°～80°；二級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比1.0～2.0、二級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角15°～20°、二級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角60°～80°；三級(jí)轉(zhuǎn)子齒槽寬深比0.8～1.5、三級(jí)轉(zhuǎn)子齒面前角15°～25°、三級(jí)轉(zhuǎn)子齒面螺旋升角65°～85°；

設(shè)置定磨頭磨齒結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化范圍為：一級(jí)定子齒槽寬深比0.44～1.04、一級(jí)定子齒面前角6°～12°；二級(jí)定子齒槽寬深比0.52～1.22、二級(jí)定子齒面前角8°～12°；三級(jí)定子齒槽寬深比0.58～1.28、三級(jí)定子齒面前角0°～10°。