用双自由度展成法加工的蜗杆齿面的几何参数

本文分别阐述了用展成车削和展成磨削两种双自由度展成原理作为精加工手段得到的圆柱蜗杆的齿面几何参数的计算方法,其中包括齿廓截形、各点的压力角、主方向和主曲率及齿形曲率的公式和算法.这些参数对于深入分析这类新型蜗杆副的啮合特性以及蜗轮滚刀的设计都是非常重要的,同时也是设计加工局部接触蜗杆副的蜗轮滚刀的原始依据.     

双包络蜗杆副的载荷分布研究

给出了确定双包络蜗杆传动副沿蜗杆螺纹面和蜗轮轮齿瞬时接触 线载荷分布的方法,研究了蜗杆螺纹面和蜗轮齿面弯曲变形、剪切变形、接触变形及蜗杆轴向变形。采用数值分析和迭代技术对确定载荷分布的积分公式进行求解。分别计算了传统蜗杆副和新型蜗杆副的载荷分布,同时分析了各因素对载荷分布的影响。     

圆弧螺旋面包络环面蜗杆传动

作者曾提出新的环面蜗杆传动,即在滚齿机上用球面砂轮磨削环面蜗杆时增加一个螺旋运动,使母面成为圆弧螺旋面,并以平面二包磨头的基础作了大圆弧半径的接触线分析,制造了二包蜗轮副用于拉丝机的主传动上,通过研究用环面砂轮磨削面蜗杆,同样可得到这种传动;并解决了一包传动的母面蜗轮的通用滚刀齿形问题-圆弧螺旋面蜗杆,在本文中除讨论该传动副的接触线,诱导曲率和润滑角外,将研究用滚刀的加工方法、滚刀齿形成形原理及环面蜗杆的双面磨削法。     

蜗杆传动新的修形方法

为了获得在传递有效功率时对制造和安装误差不敏感的修形蜗杆副,提出了一种新的获得齿长方向修形蜗轮齿面的加工方法.它使用与蜗杆参数(如螺旋升角,模数和直径系数等)不同的非标准蜗轮滚刀或飞刀,在加工蜗轮时,机床调整参数也与通常不同.计算机辅助分析分为3部分:(1)蜗轮齿面一阶和二阶参数的计算;(2)蜗轮修形刀具的参数设计;(3)修形蜗轮齿面的加工仿真.通过对已设计的蜗杆副二阶接触计算,可获得动力传动蜗杆副良好的修形齿面接触.     

自动扶梯用ZC1型蜗杆传动副啮合性能分析

为了改善ZC1型蜗杆传动副的啮合性能,有必要对蜗轮齿面瞬时接触线进行分析。基于空间传动的啮合理论,对自动扶梯用ZC1型蜗杆传动副进行数学建模,建立其二次包络的数学模型,推导出蜗轮齿面瞬时接触线方程,用MATLAB软件将蜗轮齿面瞬时接触线曲线描绘出来,并分析各主要设计参数对瞬时接触线的分布影响。结果表明中心距a、砂轮圆弧齿廓半径ρ、导程角γ均对蜗轮齿面瞬时接触线有一定影响。     

保证精密蜗轮副接触精度的简易工艺

精密蜗轮副的接触精度是蜗杆传动的重要质量指标。根据JB162—60的规定:5级精度以上的蜗杆与蜗轮啮合以后的齿面接触斑点在蜗轮齿高方向应大于60％,在齿长方向应大于75％。为了保证这一精度,许多生产蜗轮副的企业,大多将加工蜗轮的最终工具(精加工蜗轮滚刀、蜗轮剃刀以及珩磨蜗杆     

以蜗杆为母面的二次包络环面蜗杆传动

本文提出以蜗杆为母面，直接利用现有普通滚刀，在第一次包络时加工出蜗轮和蜗轮同开关的工具齿轮，实际只需加工出一个齿，做成沿螺旋线布刀的装配式刀具，这是一个更为经济而现有刀具不能加工的先进新方法。这种也能实现瞬时双线接触。     

点接触圆柱蜗杆传动

本文讨论齿轮滚刀滚切的蜗轮与蜗杆啮合所形成的局部共轭点接触蜗杆传动,导出了两齿面啮合的接触点公式,判别接触点邻域发生曲率干涉的相对法曲率公式,以及接触点处的瞬时传动比公式。最后以单头阿基米德蜗杆传动为例,作了分析和计算。本文认为,在局部共轭的点接触蜗杆传动中,齿轮滚刀滚切蜗轮的方法可简化加工工艺,提高传动的接触强度。     

精磨双凸面蜗杆的一对螺旋蜗杆传动的计算机设计、啮合的形成和仿真(续)

作者们基于以下研究提出了精磨蜗杆的螺旋蜗杆传动的计算机设计和分析方法。1．滚刀的理论螺线表面是用一维面生成的。2．蜗杆表面与滚刀螺线表面相比齿廓和轴向为凸面。3．蜗杆的双凸面可局部承受接触和获得给定范围的传动误差的预先设计的抛物线函数。蜗杆传动的计算机设计可以显示和避免蜗杆齿面形成奇异点和齿棱。模拟双凸面蜗杆和蜗轮齿面的啮合和接触来确定支承接触轴线不对中和传动误差的影响。开发和应用数值解的计算机程序。数值计算实例说明所提供的开发原理。     

失配柱面蜗杆副的啮合特性及蜗轮滚刀基本蜗杆参数的优化设计

蜗杆与蜗轮齿面间的合理失配可使齿面获得较好的润滑条件,稳定的接触区和较高的滚刀使用寿命,并可免除修磨蜗杆等落后工艺。本文首先阐述了柱面失配蜗杆副各项啮合参数的意义和计算方法,蜗杆与蜗轮齿面间千涉情况的分析计算方法,从而建立了客观定量地评价蜗杆副的啮合质量的基础。本文又讨论了滚刀基本蜗杆参数的选取和计算方法,并在蜗杆副啮合质量目标函数的基础上建立了滚刀基本蜗杆参数的优化综合方法,用本文所述方法设计的蜗轮滚刀在ZK型蜗杆副中应用,取得了理想的效果。     

环面蜗杆副疲劳强度的校核

提出了采用赫兹公式计算环面蜗杆副接触应力的方法：将蜗轮齿面沿接触线微分成无数细段,在每一段上应用赫兹公式。再对接触线进行积分,即可求出此条接触线上作用力与齿面强度的关系。根据环面蜗杆副的结构特点和空间啮合原理的研究成果,推导出了计算蜗轮齿面接触应力的计算公式。公式中含有蜗轮的齿面特征参数和几何参数,明确地表达了它们与接触应力之间的数学关系。为了解它们之间规律,改善环面蜗杆副的工作条件,提高其使用寿命,提供了科学的依据。并结合工程设计的特点,对计算公式进行了简化,建立了实用的校核环面蜗轮齿面疲劳强度和使用寿命的计算公式,从大量的计算结果中总结出有关系数,使环面蜗杆副的承载能力及使用寿命的计算校核有了一个专用的方法。应用推导出的公式成功地对蜗轮的承载能力进行与圆柱蜗杆副的对比核算。     

精磨双凸面蜗杆的一对螺旋蜗杆传动的计算机设计、啮合的形成和仿真

作者们基于以下研究提出了精磨杆的螺旋蜗杆传动的计算机设计和分析方法。1．滚刀的理论螺线表面是用一维面生成的。2．蜗杆表面与滚刀螺线表面相比齿廓和轴向为凸面。3．蜗杆的双凸面可局部承受接触和获得给定范围的传动误差的预先设计的抛物线函数。蜗杆传动的计算机设计可以显示和避免蜗杆齿面形成奇异点和齿棱。模拟双凸面蜗杆和蜗轮齿面的啮合和接触来确定支接触轴线不对和传动误差的影响,开发和应用了数值的计算机程序。数值计算实例说明所提供的开发原理。     

蜗轮滚刀基本蜗杆齿面通用方程的研究

通过对蜗轮滚刀基本蜗杆齿面通用方程详细的推导和研究,利用该方程求得３种基本蜗杆的轴向齿形和齿形角,从而为车制出准的３种基本蜗杆提供了理论依据。同时利用该方程学可以蜗轮,蜗杆副及螺旋伞齿副的啮合原理进行深入的分析和研究。     

用单头蜗轮滚刀加工多头蜗轮

蜗轮滚刀不同于齿轮滚刀,它要根据工作蜗杆的尺寸参数设计。即蜗轮滚刀的基本蜗杆,应符合所切蜗轮相啮合的工作蜗杆。实际生产中,在加工多头蜗轮时,由于蜗轮的相邻轮齿不是同一头螺纹的滚刀刀齿切成,所以滚刀各头螺纹之间的分度误差将影响蜗轮的齿距精度,同时多头螺纹的螺纹升角大,使滚刀的制造和刃磨困难。当用单头蜗轮滚刀切制多头蜗轮时,因为蜗轮的每个齿形均由滚刀同一条螺纹的刀齿切出,所以滚刀的齿形误差只影响蜗轮的齿形精度,而不会造成齿距误差,同时滚刀的制造也较容易。故加工多头蜗轮的单头蜗轮滚刀在生产中得到了应用。     

渐开线包络环面蜗杆的磨削方法

在平面二包传动中,需要一一对应制作蜗轮滚刀,限制了该传动的广泛应用。车削成形的渐开线包络环面蜗杆的一包传动已经具有优良的性能＾［１］,若能解决其环面蜗杆齿面的磨削问题,将使该传动的性能得到进一步提高;加之可采用齿轮滚刀直接成形或在磨齿机成形蜗轮等不需要制作特殊蜗轮滚刀的工艺方法,将使该传动得到广泛应用。我们从渐开线包络环面杆的加工原理出发,讨论了磨削蜗杆砂轮的轴截面的截形曲线磨、磨削装置的结构设计     

平面包络内啮合蜗杆传动关键参数对接触区域的影响分析

为了研究关键设计参数对平面包络内啮合蜗杆传动接触性能及承载能力的影响。基于齿轮啮合原理,构建平面包络内啮合蜗杆传动的空间齿面接触线方程,利用数值计算方法求得空间齿面接触线,并将其映射到蜗轮齿面,通过分析中心距、传动比、母平面倾角、蜗轮回转轴倾角、蜗轮转角、蜗杆分度圆系数、主基圆系数等不同参数对蜗杆齿面接触区域的分布情况,找出合理的设计参数范围,此外,根据初步分析结果,选取一组较为合理参数生成了平面包络内啮合蜗杆传动的三维模型。研究表明,传动比、母平面倾角、蜗轮转角对平面包络内啮合蜗杆传动的接触区域有较大影响,母平面倾角在18°~36°、蜗轮回转中心轴倾角在30°~54°、蜗轮转角在90°~138°之间取值时,平面包络内啮合蜗杆传动的具有较好的接触区域。研究结果为平面包络内啮合蜗杆传动的后续研究奠定了理论基础。     

滚刀增径对蜗轮齿面啮合斑点影响的仿真分析

以渐开线型蜗轮滚刀为研究对象,利用SolidWorks对不同增径量的蜗轮滚刀进行参数化建模,并实现其自动化建模的二次开发,同时运用SolidWorks的布尔运算进行蜗轮的仿真加工。通过对蜗轮蜗杆进行仿真运动啮合,以干涉检查来得到蜗轮的齿面啮合斑点,从而对比分析出标准蜗轮滚刀与增径蜗轮滚刀加工得到的蜗轮齿面啮合斑点的变化情况,并以齿面啮合斑点的形状、大小、位置等来分析啮合区域的变化规律。     

ZA型蜗轮的精确建模与修形

研究了ZA型蜗轮的建模与修形技术,为蜗轮五轴数控加工编程提供精确的三维模型。建立车刀、蜗杆、蜗轮的坐标系,在此基础上得出车刀坐标系到蜗杆坐标系、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式;推导得出车刀刃口方程,根据车刀坐标系到蜗杆坐标系转换公式可得出蜗杆齿面方程;根据齿轮啮合原理,推导得出蜗杆蜗轮啮合方程;将蜗杆齿面方程、蜗杆蜗轮啮合方程、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式联立即为蜗轮齿面方程;根据蜗轮副啮合区的要求,对蜗轮齿面方程计算出来的齿面点集进行法向向内偏移,使得蜗轮齿面修鼓。最终的啮合区图表明:修形蜗轮与标准蜗杆的啮合性能符合使用要求。     

平面二次包络环面蜗杆传动蜗轮滚刀数字化建模

重点研究了平面二次包络环面蜗杆传动蜗轮滚刀的数字化建模方法,基于坐标变换、啮合原理推导了蜗轮滚刀基本蜗杆的齿面方程、滚刀刃口方程和后刀面方程。找到了一种在MATLAB中基于获得轴向截廓数据的建模方法,最后在SolidWorks中建立了蜗轮滚刀的三维实体模型。     

环面蜗杆副接触线蜕变与对称修形参数的关系

在蜗杆副Ⅰ型和Ⅱ型接触线研究基础上,应用空间啮合原理,探求和分析蜗杆副齿面上含蜕变点的特殊接触线型式。首先对啮合方程和接触线方程进行严格的数学分析和推导,得到接触线蜕变点的方程并求出蜕变点,接着对环面蜗杆副接触线蜕变点进行分析,划分了蜗轮齿面上接触线型,分析了接触线型对蜗杆副啮合性能的影响。并进一步例证研究了接触线蜕变点和对称修形下参数之间的关系,为蜗轮齿面的修形提供数据参考,为现场蜗杆副装配提供了参数的选择范围。