新型滚动齿包络环面蜗杆传动研究

发布时间：2020-04-26 08:40

【摘要】： 本文提出了一种新型球齿包络环面蜗杆传动，其特点是蜗轮的球齿和蜗杆之间为滚动啮合，而球齿嵌在蜗轮体的球窝内可自由转动。建立了球面包络环面蜗杆传动的空间啮合理论体系。推导了球面包络环面蜗杆的接触线方程、齿面方程、螺旋升角、一界、二界曲线和诱导法曲率方程。用Mathematic软件求解了螺旋升角、接触线、界限函数、诱导法曲率，并进行了图形仿真。分析了蜗杆轴截面齿廓形状，完成了基于Solid Works系统的蜗杆曲面的精确建模。提出了对开剖分式的组合蜗轮结构。对传动参数进行了优化设计，对传动结构进行了设计。基于Solid Works系统，完成了传动零件的三维仿真，并进行了虚拟装配。基于Cosmos Works模块，对啮合传动的强度进行了有限元分析。根据蜗杆齿廓形成原理，提出了采用范成法飞刀粗切蜗杆齿形、用球头砂轮精确磨削的加工原理和方法。对新型减速器进行了试制。对3150型滚齿机进行了改装，完成了蜗杆的加工。为了保证分齿精度，蜗轮在数控铣床上加工。最后完成了整机的制造。对新型减速器进行了实验研究。检查发现，各个球齿受载均匀。说明蜗杆螺旋槽以及蜗轮的加工精度是较高的，选用的加工方案是可行的。实验结果还表明，新型减速器传动平稳，载荷较小时，传动效率较大，最高可达92％。并对实验结果进行了分析，提出了进一步改进设想。
【图文】：

曲线,蜗轮,蜗杆,曲线

在某一时刻，只有一部分的蜗轮齿面进入啮合，其余部分则完全脱离接触。而啮合界限曲线，即二界曲线恰是啮合区与非啮合区的分界线，用Mathematic绘制啮合界限线和啮合节点示意图，见图2一7。二界曲线的方程为:{:(2)=尸(2)(u.、、丈中(双。V.t)=Ul①，(u，v，‘)=。式中第三项为:中‘(u，v，t)==0(2一35)(2一36)。，=一山2r2sinusin仇sinv=o(2一37)所以二界曲线为:=rcosv+r2=尹COS双SlnV勺儿22=rSlnuSlnvtan一飞‘呱cOS，2+*)一田2r2sinusin沪2sinv=0(2一38)由(2.38)可知

样条曲线,蜗杆,三维建模

见表2一2。然后将这些离散点连成一条光滑的样条曲线，在螺旋线的法向平面上画一个圆弧(即为蜗杆的法面齿形)，然后将蜗杆的法面型线沿着螺旋线扫描，即可完成三维建模，，如图2一13。需要指出的是，只要样本点足够密集，完全可以得到理想到精度，此数据可输入数控机床，进行数控加工。本节为演示性建模，选取了101个样本点，足以说明问题。将来加工时，采用范成法加工，不存在原理误差。表2一2螺旋线上计算点序序号号XXXyyyZZZ序号号XXXyyyZZZ11111一49.792999一10.109666一57.33433352221.1344111一33.6537779.650044422222一49.056111一25.143333一51.55144453332.2684777一29.71533318.56822233333一48.304444一37.810222一41.99255554443.4018444一23.47922226.07633344444一47.53888一47.210999一29.50077755554.5341777一15.41244431.60011155555一46.757111一52.72255
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH132.44

【参考文献】