纳米级精度的渐开线蜗杆UG模型

woodee · 发表于 2022-9-9 19:03

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通常，用UG按照斜齿轮造型方法所做的小螺旋升角渐开线蜗杆，齿面精度在0.0001mm数量级。

这对于一般的蜗轮蜗杆或蜗杆斜齿轮副的啮合分析，精度足够。
但对于行星滚柱丝杠副这样一类精度要求很高的啮合副，在做啮合分析时，0.0001mm的精度，就有些不够了。

蜗杆模型精度不够的原因，在于一般性的通用做法，是先画好端面齿线，再用扫掠（Swept）命令沿轴向运用ft函数形成螺旋面。

如上图示，蓝色的端面渐开线，扫掠出渐开线齿面。
而UG的扫掠（Swept）命令，精度设定不够高。
简单的检测方法，就是对齿面做垂直于Z轴（比如Y轴视角）的轮廓线，理论上此时轮廓线应该与渐开螺旋面的直母线重合：

但放大一看，就会发现曲里拐弯，明显与直线有误差：

螺旋升角越小，这种现象越明显。

好在UG有另一曲面成形命令，直纹曲面（Ruled Surface）。只要两条螺旋线的相对首尾，分别对应于直母线簇的端点，就能做出高精度的直纹螺旋齿面。

按此直纹面命令做出的渐开线蜗杆齿面，经几种检测命令的分析，精度可达到0.000001数量级，方便行星滚柱丝杠副的理论分析。

下面给出一个常见小模数蜗杆的精确模型，供同仁参考：

Mn=1、An=20°、Dp=8、Xn=0、δs=0。
UG格式3D模型：

IWj01Mn1_08Sep22.rar (160.01 KB, 下载次数: 43)

有意思的是，UG内核计算精度为0.00001mm，而UG4.0以及之前的版本，检测命令会出现小于0.000000001误差的结果。
大概在UG6.0版本开始，小于0.00001的误差检测结果，一律显示为0.00000。
所以上面模型，如果用比如UG10.0打开，检测误差结果，基本都为0.00000。

changqingshu · 发表于 2022-9-10 10:37

支持一下！

jwdss · 发表于 2022-9-10 18:40

woodee版主又出新作品

感谢分享！

lgs19891123 · 发表于 2022-9-10 18:57

厉害厉害，一铁原子也就零点几纳米。
当我们用三维软件画图，画出一个单位毫米精确到小数点后8位的东西的时候，我门现实都无法制作出这种精度，毕竟在厉害也不可能把原子劈开算长度。
有时候想到，我们这个世界会不会是某个高纬度世界的生命，用一种类似电脑的东西，像我画图一样弄出来的，他的软件精度可不咋的呀。

woodee · 发表于 2022-9-11 10:51

lgs19891123 发表于 2022-9-10 18:57
厉害厉害，一铁原子也就零点几纳米。
当我们用三维软件画图，画出一个单位毫米精确到小数点后8位的东西的 ...

lgs19891123朋友，纳米级，指的是0.000001mm数量级。
另外，2D、3D软件做出的，都是所谓的“数字模型”，数学计算角度讲，0.101、0.0101……、0.00000000101，从有效数字方面完全相同的。
这跟物理角度要用比如光刻机在半导体晶圆上刻画线条，在一平方厘米面积上刻出百万数量的晶体管，应该不是一个概念。
当然，UG等软件，为了运算速度和容量，不可能对放大或缩小不做限制。比如UG，画出0.0000005单位的线段长度，基本就到显示和分辨的极限了：
line0.0000005.png