基于NURBS的雙螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子型線研究.pdf

1、螺桿轉(zhuǎn)子是雙螺桿壓縮機中最關(guān)鍵的元件，而螺桿型線的優(yōu)劣直接關(guān)系著雙螺桿壓縮機性能的好壞。如何快速消化、吸收和轉(zhuǎn)化國外先進的螺桿轉(zhuǎn)子型線，開發(fā)出新產(chǎn)品，螺桿轉(zhuǎn)子的逆向設(shè)計為此提供了新的技術(shù)手段。螺桿型線的重建技術(shù)是螺桿型線逆向設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究了既能精確表示自由曲線又能表示圓錐二次曲線的NURBS方法來實現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)子型線的逆向設(shè)計。 論文研究了螺桿轉(zhuǎn)子齒曲型線的數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。針對螺桿齒曲型線測量數(shù)據(jù)的擬合，研

2、究了最小二乘圓錐曲線擬合方法；針對螺桿型線中的橢圓、圓弧數(shù)據(jù)，提出了基于最小二乘圓錐曲線擬合的二次擬合方法，該方法對單一橢圓或圓弧數(shù)據(jù)擬合精度高，但對于曲線組成比較復(fù)雜的螺桿型線還存在著必須進行分段處理且擬合曲線段之間不連續(xù)和不光滑等問題。為此本文提出了螺桿型線逆向設(shè)計的NURBS方法：在提取螺桿型線特征點的基礎(chǔ)上采用NURBS自適應(yīng)插值方法保證擬合的給定最大誤差，并設(shè)計了友好交互界面可供用戶直接使用；針對最小二乘B樣條曲線擬合螺桿型線

3、測量數(shù)據(jù)，在曲率變化大的局部地方擬合誤差較大的問題，提出了新的節(jié)點矢量算法：首先提取螺桿型線測量數(shù)據(jù)擬合所需的主特征點，取主特征點在原型線測量數(shù)據(jù)中所對應(yīng)的參數(shù)值作為B樣條基函數(shù)的節(jié)點矢量，然后作最小二乘B樣條曲線擬合。該方法簡單、在不增加控制點的基礎(chǔ)上大大提高了螺桿型線曲率變化大的局部區(qū)域的擬合精度。針對NURBS曲線擬合中權(quán)因子的確定，在不降低曲線擬合精度的條件下，本文提出了用遺傳算法搜索螺桿型線NURBS擬合全局誤差最小時的每個型