无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的几何特性及研究

发布时间：2017-06-07 03:16

  本文关键词：无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的几何特性及研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动由两半片蜗轮和环面蜗杆组成，每半片蜗轮的轮齿为能绕其自身轴线转动的滚子，蜗杆是以蜗轮齿面为原始母面包络而成的环面蜗杆，通过自动消隙机构调节两半片蜗轮轮体的错位角度，使得双排滚子分别与环面蜗杆的左右齿面始终保持接触，从而实现传动副的齿侧间隙可调和齿面磨损量可补偿，具有传动效率高、啮合齿数多、承载能力强等优点。本文针对无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的几何特性展开系统研究，系统地分析其啮合几何学、三维精确建模、齿廓及齿形等几何特性，并以接触线最长为目标对传动副进行参数优化。论文主要研究内容如下： 应用微分几何和啮合原理，并结合活动标架法，，建立无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合几何学，推导该传动的啮合方程，建立蜗轮与环面蜗杆的接触线方程、齿面方程和啮合面方程。 以无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合几何学为基础，系统分析环面蜗杆齿面的环面螺旋线、齿面转换及齿厚控制等原理，建立蜗轮及环面蜗杆的三维精确实体模型，对传动副进行虚拟装配，并利用Pro/E的模型分析功能对传动副进行静态全局干涉检查和间隙检查。 在无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合几何学研究及三维实体精确建模的基础上，系统分析环面蜗杆齿面的根切线、齿廓形状、齿厚变化等齿面几何特性。 通过对影响无侧隙双滚柱包络环面蜗轮副强度及使用寿命的因素的分析，以接触线总长度最长为目标建立传动副优化设计模型，利用遗传算法原理，并运用Matlab中Gatool工具箱对传动副的滚柱半径、蜗杆喉径系数及滚柱偏距等主要几何参数进行优化设计。
【关键词】：无侧隙传动 双滚柱蜗轮 包络环面蜗杆 几何特性 优化设计
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外现状和发展趋势9-15
• 1.2.1 蜗杆传动技术的发展9-10
• 1.2.2 无侧隙蜗杆传动的研究发展10-13
• 1.2.3 无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的研究动态13-15
• 1.3 本文的研究内容15-16
• 2 无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合几何学研究16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 坐标系设置及坐标变换16-20
• 2.2.1 坐标系设置16
• 2.2.2 底矢变换16-18
• 2.2.3 活动标架设置18-19
• 2.2.4 坐标变换19-20
• 2.3 相对速度及相对角速度20-23
• 2.4 啮合分析的主要公式23-25
• 2.4.1 啮合函数与啮合方程23-24
• 2.4.2 蜗轮齿面上的接触线24
• 2.4.3 蜗杆齿面方程24-25
• 2.4.4 啮合面方程25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的精确建模研究26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 蜗杆的三维实体建模26-31
• 3.2.1 蜗杆齿面环面螺旋线26-27
• 3.2.2 蜗杆齿面特征的生成27-29
• 3.2.3 蜗杆齿厚控制29-31
• 3.2.4 蜗杆三维实体模型31
• 3.3 蜗轮三维实体建模31-32
• 3.4 蜗轮副虚拟装配32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 无侧隙双滚柱包络环面蜗杆齿面的几何特性分析34-69
• 4.1 引言34
• 4.2 传动副工作原理34-35
• 4.3 传动副几何参数设计35-38
• 4.4 几何特性38-40
• 4.4.1 蜗杆齿面38-39
• 4.4.2 蜗杆的齿廓形状39
• 4.4.3 蜗杆的齿厚计算39
• 4.4.4 蜗杆齿面的根切曲线39-40
• 4.5 蜗杆齿面几何特性分析40-68
• 4.5.1 蜗杆齿面的齿形及齿厚分析40-44
• 4.5.2 喉径系数对几何特性的影响44-50
• 4.5.3 滚柱半径对几何特性的影响50-56
• 4.5.4 齿数对几何特性的影响56-62
• 4.5.5 滚柱偏距对几何特性的影响62-68
• 4.6 本章小结68-69
• 5 基于接触线最长为目标的传动副参数优化设计69-77
• 5.1 引言69
• 5.2 遗传算法69-70
• 5.3 几何参数对接触线总长的影响分析70-72
• 5.3.1 滚柱半径R70-71
• 5.3.2 滚柱偏置距离c_271
• 5.3.3 蜗杆喉径系数k_171-72
• 5.4 传动副参数优化72-76
• 5.4.1 建立数学模型72-73
• 5.4.2 优化实例73-76
• 5.5 本章小结76-77
• 6 结论和展望77-79
• 6.1 全文总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：428083