无侧隙双滚柱包络环面蜗轮副几何参数的优化设计

针对普通蜗杆传动的不足,提出了一种新型无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动。阐述了无侧隙双滚柱包络环面蜗杆传动的原理,通过对无侧隙双滚柱包络环面蜗轮副强度及使用寿命的影响因素的分析,运用等强度原理建立了优化设计模型,并利用Matlab软件中求解约束极小值的优化工具箱函数fmincon进行优化计算来求得最优解,最后完成了蜗轮副主要几何结构参数的优化设计。     

基于空间啮合理论的倾斜式双滚子包络环面蜗杆实体建模

在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动和滚锥包络环面蜗杆传动研究基础上,提出倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动,分析了该传动的工作原理,建立了蜗轮、蜗杆的动静坐标系及滚子的活动坐标系,并进行了相关的坐标变换,依据空间啮合原理推导出了齿面接触线及齿面螺旋线所表示的蜗杆齿面方程,最后运用MATLAB软件对蜗杆进行了数值仿真。该蜗杆的建模分析为倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动进一步的研究提供了理论参考。     

交错轴双滚子包络环面蜗杆传动啮合分析

为了消除环面蜗杆传动的齿侧间隙,提高其传动的精度和效率,分析了传统消隙蜗轮副的不足,在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动研究基础上提出一种交错轴双滚子包络环面蜗杆传动,采取双排滚子错位布置,且滚子轴线与蜗轮径向偏转一定角度。阐述了交错轴双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理,依据空间齿轮啮合理论和微分几何理论,采用运动学法建立了蜗杆副的动静坐标系及接触点处的活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮齿面接触线方程,并导出了该传动的一界函数、诱导法曲率、润滑角及自转角等齿面啮合参数计算公式。最后运用matlab软件进行了数值仿真,并分析了滚柱偏置距离c2、滚柱半径R、交错角γ等参数对该蜗杆传动啮合性能的影响。仿真实例表明:要使该传动保持良好的接触性能和润滑性能,c2不宜超过10 cm,R在8～15 cm之间,γ在28°～50°之间。     

变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置设计

将鼓形蜗杆传动装置设计为机器人减速器并应用于机器人的转动关节,有利于机器人减速器的国产化。以变齿厚内齿轮齿面为工具齿面,通过分析鼓形蜗杆副的内啮合运动规律,建立6个标架。通过内齿轮上的辅助标架和工作标架,确定蜗轮转动角度、蜗杆转动角度及工作角度之间的关系。根据啮合原理,建立鼓型蜗杆副的啮合方程、二类界限曲线方程及一类界限曲线方程,再通过MATLAB R2013b绘制图像。依据U10PLUS KV170型电机参数,确定鼓型蜗杆传动装置的设计参数,通过MATLAB绘制蜗杆齿面螺旋线并输出ibl文件,再通过Creo2.0绘制鼓形蜗杆传动装置的3维模型。研究发现：1） 变齿厚内齿轮具有对称的楔形轮齿,在安装过程中可调节内齿轮的相对轴向位置,实现内齿轮与蜗杆在Creo虚拟环境下无干涉装配。2） 鼓形蜗杆副中心距为100 mm,与中心距为220 mm的相同设计参数的环面蜗杆副相比,鼓形蜗杆副的中心距减小,结构更加紧凑。3） 内齿轮设计宽度为110 mm,依据鼓型蜗杆副的接触线在蜗轮甲、乙两齿面的分布范围,确定内齿轮的工作宽度为75 mm。4） 分析一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置关系,一界曲线分布在蜗杆齿根内部,确定无根切发生。5） 结合传统设计方法,设计具有驱动、传动及支撑一体化结构的变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置。在驱动方面,电机安装在蜗杆内部,实现蜗杆与电机一体化;在传动方面,通过调整内齿轮的相对轴向位置,实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿;在支撑方面,采用支撑轴进行定位安装,无需安装箱体,实现装置结构的简化。结果表明：内齿轮轮齿的对称楔形结构有利于蜗杆副的安装与调整,可实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿,提高蜗杆传动副利用率;依据工作宽度设计内齿轮,有利于降低内齿轮制造成本;通过对蜗杆副的接触线、二类界限曲线、一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置的分析,验证啮合传动的合理性;提出应用于机器人转动关节的驱动、传动及支撑一体化结构设计方案,实现变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置的设计。     

误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响研究

为了研究误差对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动啮合性能的影响规律,利用齿轮啮合原理首次建立了该蜗杆传动在误差状态下的啮合方程、润滑角方程和诱导法曲率方程,分析了蜗杆蜗轮轴交角误差、中心距误差、蜗杆轴向窜动误差、蜗轮滚子齿距角误差、蜗轮滚子偏距安装误差等对蜗杆润滑角、诱导法曲率的影响及变化规律。研究结果表明:蜗轮滚子偏距误差对蜗杆的润滑性能影响最大,轴交角误差对蜗杆接触性能影响最大,蜗杆中心距误差、蜗杆轴向窜动误差和蜗轮滚子齿距角误差对该蜗杆传动的接触性能影响较小,在制定加工工艺时应尽量减小齿距角误差和蜗杆蜗轮轴交角误差。本文的研究结果为制定合适的蜗杆加工工艺及进一步的相关研究奠定了理论基础。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合分析

阐述了一种新型环面蜗杆传动--无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的结构和传动原理.应用空间啮合理论建立了该传动的啮合方程,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮接触线方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和自转角等计算公式.在大量的数值计算的基础上,分析了该传动的主要性能特点和影响该传动啮合性能的主要参数.     

基于遗传算法的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化设计

为了获得良好的啮合性能,无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数的选择是一个复杂而困难的问题.针对这一问题,建立了此蜗杆传动的一界、二界限曲线以及润滑角度和诱导法曲率方程;提出了一种在保证蜗杆刚度和强度的条件下,基于润滑角度和诱导法曲率等方程并利用道森(Dosen)公式建立多目标蜗杆优化设计函数的方法.根据优化函数的特点选用遗传算法对方程进行求解,得出了一组合理的优化设计参数,分析表明该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能.该研究结果表明这种方法的有效性与可行性,且解决了无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数尤其是滚子安装参数的优化选择问题,为进一步对该蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数的方法,在推动该新型蜗杆的开发与研究方面具有重要意义.     

四齿轮间隙消除机构的调整量控制分析

在传动机构上装备齿侧间隙消除机构是机械结构中实现零侧隙传动的常用方式,文中介绍的四齿轮间隙消除机构即属此种方式。为实现齿轮间隙调整量的有效控制,从该机构的基本结构入手,利用等价结构对调整原理进行了分析,得出了齿轮问隙调整量关系式。     

双包络环面蜗杆传动的研究动态和发展

在理论分析与性能试验的基础上，结合环面蜗杆传动的研究和发展，考察了多种环面蜗杆传动的啮合性能，承载能力和工业应用情况。较全面论述了各种双包络环面蜗杆传动的研究成果，性能评价和适应范围，进而分析了新型环面蜗杆传动的研究动态和发展方向，为环面蜗杆传动的开发和应用提供了新的研究领域和途径。     

平面二次包络环面蜗杆传动研究综述

针对平面二次包络环面蜗杆传动在国内外的发展现状,对其在理论和生产实践方面的研究进行了综述,分析了平面二次包络环面蜗杆传动研究目前存在的问题,提出了未来的研究方向.     

双圆环面二次包络环面蜗杆传动的啮合界线与蜗杆螺旋面的结构

推导了双圆环面包络环面蜗杆磨齿啮合界线方程及其与相配蜗轮啮合的啮合界线方程。阐明双圆环面二次包络副的二次包络啮合界线与一次包络啮合界线共轭线重合,是二次包络新接触线族的包络线,与二次包络原接触线族相交,将蜗杆螺线面划分为单线接触区与双线接触区,从而诠释了双圆环面包络环面蜗杆螺旋面的结构。同时指明,可以通过合理搭配参数,调整二次包络啮合界线沿蜗杆轴向的位置,增加瞬时接触线的总长,提高传动副承载能力。     

蜗杆传动参数对最小油膜厚度的影响及其摩擦学公式的设计

基于蜗杆传动的弹流润滑,建立了蜗杆传动的理论模型.采用复合直接迭代法求解最小油膜厚度,并利用MATLAB软件对最小油膜厚度进行了计算,探讨了蜗轮蜗杆的关键性参数对油膜厚度的影响.研究结果表明:在数值选取范围内,最小油膜厚度随蜗杆分度圆导程角、蜗杆头数、转速及蜗轮直径的增大而增大,随蜗杆输入功率和载荷系数的增大而减小; 蜗杆齿顶圆上的最小油膜厚度比齿根圆上最小油膜厚度大; 将本文的强度设计公式(5)和润滑设计公式(8)进行联立计算,得到摩擦学设计公式.     

Method of accurate grinding for single enveloping TI worm

1 Introduction TI worm drive is a novel worm gearing, which consists of involute helical gear and its enveloping hourglass worm. The prime advantage of TI worm drive is that the worm wheel, which actually is an involute helical gear, can be machined by traditional gear-hob instead of special-purpose worm gear hob. Primary analysis indicates[1,2] that such drive is provided with favorable transmission performance, such as the angle close to 90 degrees between instantaneous contact lines and th…     

蜗杆传动专家系统的实现方法的研究

针对蜗杆传动的特点，提出了建造蜗杆传动的专家系统的基本思想和蜗杆传动专家系统结构。采用基于面向对象的框架结构来对蜗杆传动知识进行描述，并构造了蜗杆传动的知识库。提出了蜗杆传动设计的多级推理控制方式，以完成蜗杆传动的选型，参数、结构设计及工艺决策等相关任务。     

基于ANSYS的非对偶蜗轮蜗杆不同啮合位置有限元分析

本文针对蜗杆蜗轮传动装置在使用过程中出现的非对偶蜗轮蜗杆严重失效问题,使用SolidWorks对非对偶蜗轮蜗杆建模,利用ANSYSWorkbench对非对偶蜗轮蜗杆的啮合进行静力学有限元分析,计算出轮齿在不同啮合位置的等效应力并对计算结果作了相应分析。为设计非对偶蜗轮蜗杆提供理论依据。     

蜗杆减速器的发热过程分析

本文研究了蜗杆减速器的发热和温升变化过程,并引入了蜗杆减速器的发热时间常数的概念。指出现行蜗杆传动热平衡计算公式的局限性,提出了适用于各种工况的蜗杆传动热平衡计算公式。     

蜗杆传动并行设计方法与实施技术的研究

针对蜗杆传动设计的特点，采用基于知识工程的方法构造了蜗杆传动CAD软件的系统结构和设计平台。采用面向对象的程序设计构造蜗杆传动的知识库和实施推理策略，提出了啮合分析的优化计算方法。首次提出了并行设计环境下各类蜗杆传动集成CAD软件的设计原理与方法，以完成蜗杆传动的选型、参数、结构设计及工艺决策等相关任务。提供的实例符合相关的设计标准。     

考虑失效相关的圆柱蜗杆传动四阶矩可靠性分析

为了评估圆柱蜗杆传动机构的可靠性,利用Taylor级数将蜗杆传动机构功能函数进行展开并得到其前四阶中心矩,以此作为约束条件,结合最大熵原理分别得到蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度结构功能函数的概率密度函数,在此基础上,分析了蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式的可靠性。另一方面,考虑蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式之间的相关性,建立了其失效相关条件下的可靠性模型,给出了两种失效模式之间的相关系数和蜗轮总体可靠度。以某减速器蜗轮为例对所提方法通过蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明,基于四阶矩和最大熵原理的可靠性方法具有较高的精度,蜗轮两种失效模式之间存在一定的相关性。因此,考虑失效相关的蜗轮可靠性评估方法对于蜗杆传动的综合可靠性评估具有重要的意义。     

包络蜗杆分度凸轮机构装置

将成熟的蜗轮蜗杆传动技术引入到分度凸轮机构研究领域,提出包络蜗杆分度凸轮机构的新构思,并就该机构的传动原理、结构特征及技术特点作了简要的论述,为样机制造奠定了基础．     

普通圆柱蜗杆传动的一种设计方法

本文提出了一种利用计算机设计普通蜗杆传动的方法．避免了一般蜗杆传动设计中要先假设一些参数、需多次计算的问题．