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TI蜗杆传动啮合理论研究及优化设计

TI 蜗杆传动,全称渐开面包络环面蜗杆传动,由渐开线斜齿圆柱齿轮及其包络的环面蜗杆组成。开展 TI 蜗杆传动的研究对开发研制高效、重载蜗杆减速机具有重要的理论意义和实用价值。本文从啮合理论和优化设计两个方面对 TI蜗杆传动展开了研究。主要研究内容如下:依据微分几何和齿轮啮合原理,用运动学法建立了理想状况下一次包络和二次包络 TI 蜗杆传动的啮合理论体系。在考虑边界条件的前提下,深入分析了一次包络 TI 蜗杆传动的啮合性能。讨论了啮合界限线存在的判定条件,仿真结果表明只有当齿面上出现两条啮合界限线并重合时,蜗轮齿面上瞬时接触线的分布才呈现理想状态,由此获得一次包络 TI 蜗杆传动的理想螺旋角。深入细致地分析了设计参数对蜗轮齿面接触状态的影响,为合理选择设计参数提供了理论指导。对二次包络 TI 蜗杆传动的齿面接触进行了分析。研究了蜗轮齿面上二次接触线存在的条件、螺旋角对蜗轮齿面上接触线分布以及蜗轮齿面形状的影响。研究结果揭示出当螺旋  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

近似的TI蜗杆传动研究

由截面齿廓为渐开线的砂轮磨削加工所得的环面蜗杆和齿面与砂轮磨削曲面相同的蜗轮形成一种新型的环面蜗杆传动,该蜗杆副形状接近于TI蜗杆传动,加工方法比TI蜗杆传动简单,简称其为近似TI蜗杆传动,即Q-TI蜗杆传动。Q-TI蜗杆传动具有环面蜗杆传动的特点,润滑和承载条件好,加工相对简单,对开发研制加工简单、传动效率高、承载能力大的蜗杆减速装置具有重要的理论意义和实用价值。论文主要研究内容如下:依据微分几何和齿轮啮合原理,用运动学法建立了理想状况下一次包络和二次包络TI蜗杆传动的啮合理论体系,推导了啮合函数、啮合方程、齿面方程等相关理论方程。对一次包络Q-TI蜗杆传动进行了仿真并进一步分析了其啮合接触性能。依据所建立的理论体系,对Q-TI蜗杆传动开展数值分析;参照TI蜗杆传动给出Q-TI型蜗杆齿面的边界条件;重点分析了设计参数对Q-TI型蜗杆传动啮合性能的影响,并给出理想啮合条件下各主要设计参数的优选方法。对二次包络Q-TI蜗杆传动的接...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

制造误差与承载变形耦合条件下平面二次包络环面蜗杆的啮合分析与啮合控制研究

平面二次包络环面蜗杆传动是由我国和日本率先研究成功的一种机械传动方式,在国防和民用工业领域内得到大量的应用。与其它的蜗杆传动方式相比,平面二次包络环面蜗杆传动的特点是承载能力大,传动效率高和蜗杆齿面可以精确磨削。但由于平面二次包络环面蜗杆传动是多齿线接触,使得该传动对实际工况条件下存在的制造误差和承载弹性变形十分敏感。由于齿轮啮合原理指导下的传动副啮合分析难于考虑制造误差和承载弹性变形等因素的影响,所以依据这种啮合分析结果所设计制造的传动副在实际使用中由于制造误差和承载弹性变形的影响,不能实现共轭啮合,从而影响到传动副应有性能的发挥。针对制造误差和承载弹性变形耦合影响下平面二次包络环面蜗杆传动副的啮合分析和啮合控制的关键理论和技术问题,本文进行了深入系统的理论和实验研究。本文首先将直接数值建模方法应用于平面二次包络环面蜗杆传动副的建模,这种建模方法模拟传动副实际的制造过程,通过实体间的布尔运算来构建传动副的实体模型,因而与传动副...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

《金属加工(冷加工)》2009年20期
金属加工(冷加工)

蜗杆传动三维建模与动态仿真

蜗杆传动是齿轮传动的一种,主要用于交错轴间传递运动和动力。最常用的是两轴交错角为90°的减速传动。与其他传动齿轮相比,蜗杆传动传动比大,传动平稳可靠,噪声小,可实现反向自锁。但是由于蜗杆传动属于滑动摩擦且速度较大,因而传动效率低。在平面绘图中,只能用分度圆、齿顶圆、齿根圆来表示齿形,为了克服蜗杆传动平面绘图的缺点,本文提出了一种基于SolidWorks的三维实体建模方法,这样可使抽象的问题直观化。我们还可以利于Animator插件来制作动画,它能实时录制蜗杆传动机构的工作过程,增强了对蜗杆传动机构的理解。1·蜗杆蜗轮的实体建模SolidWorks软件具有人性化的用户界面,操作简便,使用非常广泛。在SolidWorks的标准菜单中包含了草图绘制工具栏和特征工具栏,其中特征工具栏有拉伸凸台/基体、旋转凸台/基体。在处理复杂的几何形状时还需要其他高级特征选项,包括扫描、放样凸台/基体等。合理运用上述特征造型技术就能设计出蜗杆传动的实体...  (本文共2页) 阅读全文>>

《今日科苑》2007年24期
今日科苑

减小蜗杆传动的功率损失、延长机械使用寿命的研究

蜗杆传动的应用十分广泛且其前景也极为广阔,但其诸多缺点增大了传动成本,降低了传动效率,传动时摩擦严重,发热量大,本文从以下几点几点提出弥补其缺点的办法:一、选材蜗杆传动的主要失效形式有胶合,点蚀和磨损等。由此可见蜗杆副材料不仅要求有足够的强度,还要有良好的减磨耐磨性能和抗胶合能力,因此,蜗轮齿圈的材料常用抗胶合能力好的青铜。蜗杆一般用碳刚或合金钢制造,在低速或人力传动中,蜗杆可不经热处理甚至可采用铸铁。蜗轮常采用青铜化合物,如:ZCuSn10P1,ZCuSn5Pb5Zn5,ZCuAl10Fe3等。常见蜗杆蜗轮配对材料如下表:二、降温及润滑由于蜗杆传动在齿面间有较大的相对滑动,轮齿啮合时产生的热量为主要热源,使润滑油温升变大从而变稀,无法形成动压油膜,引起润滑失效,金属出现直接接触并导致胶合,加剧磨损。为防止出现胶合常选用较大黏度的润滑油。闭式蜗杆传动润滑油黏度及给油...  (本文共1页) 阅读全文>>

《河南科技》2005年10期
河南科技

非标准结构蜗杆传动的设计应用

随着工业化水平的突飞猛进,微型化和非标准设计的以传递运动为主的蜗杆传动越来越多地用于机电产品的设计过程。蜗杆传动的微型化、超微型化和超精密加工设计现已大量应用于电气产品的开发、精密仪表的精确传动和科学研究。本文探讨了蜗杆传动的非标准设计牵涉到的几何参数有齿廓参数、蜗杆轴面模数或蜗轮的端面模数、螺旋升角、蜗杆头数、直径系数和导程角、蜗轮齿数、变位系数等。一、与设计有关的蜗杆齿廓参数齿顶高系数:标准齿ha=1,短齿ha=0.8,工作齿高:H=2ham,顶隙系数:c=0.15~0.35,齿根圆半径:Rf=0.2m~5.4m,齿形角:α=15°~25°。在非标准设计中,可以根据传动性质来选择各个齿廓参数。这里把非标准蜗杆分为传递动力的蜗杆和传递运动的蜗杆两种。在应用于传递动力的蜗杆传动设计过程中,由于蜗杆侧重于满足强度、刚度和寿命的需要,所以要增大齿根圆半径,以减小齿根的应力集中程度来满足蜗杆传动的疲劳寿命极限。在增大齿根圆半径的同时,...  (本文共1页) 阅读全文>>

《润滑与密封》2005年01期
润滑与密封

蜗杆传动的润滑分析

从 1920年以来, 蜗杆传动得到了迅速发展, 在工程中得到愈来愈多的应用。由于普通蜗杆传动效率较齿轮传动低, 1922年发明了平面蜗轮传动, 1932年提出了圆弧蜗杆传动, 以后人们又提出了环面蜗杆传动。蜗杆传动的发展与改进中, 增大齿面间运动速度与接触线的夹角是追求的目标, 以求改善其润滑状态, 提高传动效率与延长使用寿命。图 1 蜗杆传动吴鸿业与Dudas等 [1, 2]研究了多种蜗杆传动的啮合原理与几何计算。蜗杆传动的设计中, 对抗胶合、抗点蚀与抗钮损的设计都是基于摩擦学知识。近年来, Yuan等 [3, 4]计算了静压蜗杆传动,得到了压力分布和温度分布; Kong等 [5~7]用弹流润滑理论研究了渐开线蜗杆传动的润滑问题, 计入齿面弹性变形与润滑油的压粘效应, 计算得到了流体动压力分布、温度分布与油膜厚度分布, 他们认为在接触边缘区润滑性能很差。蜗杆传动的主要失效形式为齿面胶合, 研究其润滑状态 [8, 9]是了...  (本文共3页) 阅读全文>>