通用环面蜗杆副的优化设计

发布时间：2017-04-10 21:46

  本文关键词：通用环面蜗杆副的优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了找出不同工况下最合适的环面蜗杆副类型,根据平面、锥面和圆环面这几类环面蜗杆副的砂轮产形面形状的共通性,以一个参数方程来表达砂轮产形面轮廓形状,建立了二次包络环面蜗杆副的通用化数学模型。提出了一种用于评价环面蜗杆副接触性能的指标,并在此基础上对该通用数学模型进行了多目标优化,获得了接触性能和润滑性能最优的砂轮产形面形状。具体研究内容如下： 以微分几何和齿轮啮合理论为基础,提出以二元二次参数方程来表达砂轮产形面形状,它包括了平面、锥面和圆环面这几类常用的砂轮产形面形状,从而建立起二次包络环面蜗杆副的通用化数学模型。 提出了以接触线分布作为评价环面蜗杆副双线接触性能的指标,具体包括啮入端的一次和二次接触线到蜗轮齿面边界的距离,啮出端切点到蜗杆齿顶圆边界的距离以及蜗轮齿面上的接触线尽可能均匀分布。 综合考虑接触性能和润滑性能,建立了二次包络环面蜗杆副的通用多目标优化模型,并以一实例进行了优化设计,通过优化前后结果对比,验证了优化模型的有效性。
【关键词】：环面蜗杆副 通用模型 接触分析 优化设计
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.44
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 环面蜗杆的发展与研究现状10-16
• 1.2.1 环面蜗杆副啮合理论及应用的研究现状10-14
• 1.2.2 环面蜗杆副的实体建模和有限元分析14-16
• 1.3 本文研究内容16-18
• 2 二次包络环面蜗杆副通用数学模型建立18-36
• 2.1 二次包络环面蜗杆副坐标系的建立与转换关系18-19
• 2.2 砂轮产形面的数学模型19-25
• 2.2.1 砂轮产形面形状函数19-20
• 2.2.2 砂轮产形面上点的坐标20-23
• 2.2.3 砂轮产形面上点的法向量和主曲率23-25
• 2.3 蜗杆齿面的数学模型25-28
• 2.3.1 砂轮产形面的点到蜗杆坐标系的转换25-26
• 2.3.2 蜗杆一次包络的啮合方程26
• 2.3.3 蜗杆的齿面方程26-27
• 2.3.4 蜗杆曲率干涉界线(根切曲线)27-28
• 2.4 蜗轮齿面的数学模型28-31
• 2.4.1 蜗轮的齿面方程28-30
• 2.4.2 一次接触区与二次接触区的切线30
• 2.4.3 蜗轮二次包络曲率干涉界线30-31
• 2.5 蜗杆边齿顶厚度31-34
• 2.6 环面蜗杆副传动的油膜厚度34-35
• 2.7 本章小结35-36
• 3 一种用于评价环面蜗杆副接触性能的指标36-58
• 3.1 环面蜗杆副的三维建模36-42
• 3.1.1 环面蜗杆的三维模型37-40
• 3.1.2 蜗轮的三维模型40-42
• 3.2 环面蜗杆副的接触强度分析42-48
• 3.3 环面蜗杆副接触性能的评价指标48-57
• 3.3.1 啮入端和啮出端所对应的刀座转角49-50
• 3.3.2 环面蜗杆副啮出端切点位置50-52
• 3.3.3 环面蜗杆副的双线接触范围52-56
• 3.3.4 蜗轮齿面上的接触线均匀分布56-57
• 3.4 本章小结57-58
• 4 通用环面蜗杆副的优化设计58-74
• 4.1 优化参数的选择58-59
• 4.2 优化目标的选择59-60
• 4.3 约束条件的选择60-62
• 4.3.1 环面蜗杆副的根切60-62
• 4.3.2 面蜗杆的边齿顶厚度62
• 4.4 优化模型的建立62-63
• 4.5 优化设计实例63-73
• 4.6 本章小结73-74
• 5 本文总结与研究展望74-76
• 5.1 本文总结74
• 5.2 研究展望74-76
• 参考文献76-81

【参考文献】

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本文编号：297603