圆弧齿圆柱蜗杆副轮齿强度分析

介绍圆弧齿圆柱蜗杆副齿廓啮合原理,齿形车削加工方法,建立起GB9147—88圆弧齿圆柱蜗杆副蜗轮、蜗杆的有限元计算模型。分析蜗轮蜗杆啮合过程中2个特殊承载位置应力与位移的变化,用动力学理论计算出蜗杆传动固有频率、临界转速,为试制GB9147—88圆弧圆柱蜗杆减速器提供合理而可靠的理论依据。     

基于有限元法的ZC3型蜗轮蜗杆啮合刚度计算

蜗轮蜗杆啮合刚度计算是其动力学分析的基础,针对乌兹别克斯坦Maidanak天文台1 m望远镜蜗轮蜗杆传动改造项目,基于ZC3型蜗轮蜗杆加载接触有限元分析原理,提出了ZC3型蜗轮蜗杆时变啮合刚度计算方法,应用有限元软件Workbench构建有限元模型并得到了ZC3型蜗轮蜗杆啮合刚度曲线。计算结果表明,ZC3型蜗杆副啮合曲线具有明显的周期性,啮合刚度的最小值出现在双齿接触区内前1对轮齿退出啮合的位置,最小啮合刚度为104.4 MN·m。啮合刚度的最大值出现在单齿接触区的中部,最大啮合刚度为219.7 MN·m。研究结果为该改造项目后续的动力学分析提供了基础条件。     

平面包络内啮合蜗杆传动母平面倾角的分析研究

母平面倾角对平面包络内啮合蜗杆传动的啮合性能具有较大影响,对确定平面包络内啮合蜗杆传动装置的最优参数具有决定作用。基于齿轮啮合原理,构建蜗杆齿面接触和诱导法曲率方程,利用数值计算方法及Hertz接触应力计算模型,重点分析了单头蜗杆传动下蜗轮齿数及中心距变化对平面包络内啮合蜗杆传动的影响。研究表明,母平面倾角在18°~36°之间取值时,平面包络内啮合蜗杆传动的啮合性能具有优于其他角度啮合性能的特点。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。     

ZC_1蜗杆三维建模方法与强度分析

根据活动标价法、空间啮合理论,研究ZC1砂轮切削蜗杆的成形过程以及蜗杆副的数学模型。根据数值分析法和有限元法,结合MATLAB和Solid Works完成蜗杆副的三维实体模型,并在ANSYS中建立有限元模型。将有限元计算结果进行数据处理,分析了齿间载荷分配情况,接触应力沿蜗轮齿长方向的分布情况,以及有限元法结果与经验强度公式法结果的比较。考虑安装误差对蜗杆传动的接触应力和接触线的影响程度,得出应优先减少轴交角误差的结论。研究结论为ZC1蜗杆传动的三维建模以及强度分析提供了相应的理论依据。     

滚子包络端面啮合蜗杆副加工专用设备研制与试制研究

根据滚子包络端面啮合蜗杆传动的传动原理及数学模型,分析滚子包络端面啮合蜗杆加工共轭关系,提出滚子包络端面啮合蜗杆专用制造装备设计方案,研制专用制造装备,进行蜗杆样件试制,并利用试制的样件进行了台架试验。结果表明,通过对研检测单段蜗杆与蜗轮同时啮合齿对数为5;该蜗杆副的噪声随转速的增加而增加,噪声在70～93 dB之间;该蜗杆副的传动效率随载荷的增加并逐步趋于稳定值,不同载荷下稳定的传动效率在40%～48%之间。研究结果为进一步研究该蜗杆传动奠定理论基础。     

单圆柱滚子包络蜗杆传动啮合效率分析

以单圆柱滚子包络环面蜗杆传动为研究对象,基于空间啮合原理,推导出滚柱包络环面蜗杆传动的啮合效率公式,并分析了啮合效率的影响因素。结果表明,蜗杆副接触齿面间的摩擦因数对啮合效率的影响最大,传动比次之,滚柱半径值影响较小;减小传动比、降低摩擦因数、减少滚柱半径尺寸,有利于滚柱包络环面蜗杆传动啮合效率的提高。研究结论为以后滚柱蜗杆、蜗轮啮合传动的优化与改进提供了重要的参考。     

一种基于CATIA的蜗轮蜗杆建模方法研究及应用

蜗轮蜗杆传动在实现大传动比减速器中应用广泛。为了缩短蜗轮蜗杆设计周期、提高效率及降低研发成本,以某阀门执行装置减速器中蜗轮蜗杆为原型,基于CATIA软件详细介绍了其建模方法。将建好的模型导入ANSYS软件,对蜗轮蜗杆的啮合情况进行有限元仿真,得到其齿面接触应力分布。根据Hertz弹性碰撞理论,在ADAMS软件中进行蜗轮蜗杆刚体动力学分析,得到蜗轮蜗杆啮合力,进一步将蜗轮蜗杆作为柔性体,在ADAMS软件中进行刚柔耦合分析,得到啮合力及齿面齿根处接触应力,将刚柔耦合分析结果与刚体分析结果进行比较发现其基本一致,同时将刚柔耦合分析得到的齿面齿根处接触应力与有限元分析结果对比发现相近,偏差仅为5.3%。加工蜗轮蜗杆组件并在蜗轮蜗杆试验机上根据径向跳动偏差及啮合面接触斑点判定进行啮合测试,结果显示啮合质量良好;应用该蜗轮蜗杆的减速器整机在试验台进行强度及疲劳测试,累计运转1 200 h后蜗轮蜗杆状况良好,无明显疲劳斑,满足合作企业加工要求。仿真分析及测试结果表明基于CATIA软件的蜗轮蜗杆建模方法准确可行,可以为产品开发提供参考。     

基于产形线精密蜗杆传动齿面磨削加工的研究

蜗杆、蜗轮传动副共轭齿面精密磨削加工在工程中一直是一个难题,本文根据齿面产形线构形原理,对蜗杆传动精密磨削加工进行了分析研究,提出双侧锥形蜗杆砂轮磨齿的新方法,为蜗杆传动创造形成新的传动副、切齿方法、切齿刀具及机床提供了条件。     

阀门电动装置蜗杆副传动质量研究

针对阀门电动装置蜗杆副传动效率低的问题,分析了影响蜗轮蜗杆传动质量的主要原因,介绍了蜗轮齿面啮合区的特征,提出了利用最佳啮合图制造"人工油涵"、合理设计几何参数、正确使用润滑方式和科学选择蜗轮蜗杆的配对材料等方法提高阀门电动装置蜗杆副的传动质量。     

塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动的非线性边界分析

基于SolidEdge对蜗轮蜗杆副进行参数化建模,将模型导入MSC.Patran/Mastran软件,分析了塑料蜗轮与钢制蜗杆副在最大转矩为30 N·m的作用下,从10%～100%载荷的应力应变变化趋势.模拟并绘制了啮合副在啮合周期内几个离散点的应力应变峰值分布图,用数学插值方法计算任意位置的应力应变值.进而对塑料蜗轮与钢制蜗杆传动力学性能进行了分析.     

具有滚动齿的锥面包络蜗杆分度凸轮机构

提出了一种具有滚动齿的新型锥面包络蜗杆分度凸轮机构 ;推导了滚动齿廓面、凸轮廓面方程 ;引入媒介点啮合理论 ,求出共轭曲面的接触迹 ;给出滚动齿的结构设计方案。     

Parametric analysis of the end face engagement worm gear

A novel specific type of worm drive, so-called end face engagement worm gear(EFEWD), is originally presented to minimize or overcome the gear backlash. Different factors, including the three different types, contact curves, tooth profile, lubrication angle and the induced normal curvature are taken into account to investigate the meshing characteristics and create the profile of a novel specific type of worm drive through mathematical models and theoretical analysis. The tooth of the worm wheel is very specific with the sine-shaped tooth which is located at the alveolus of the worm and the tooth profile of a worm is generated by the meshing movement of the worm wheel with the sine-shaped tooth, but just the end face of the worm(with three different typical meshing types) is adapted to meshing, and therefore an extraordinary manufacturing methods is used to generate the profile of the end face engagement worm. The research results indicates that the bearing contacts of the generated conjugate hourglass worm gear set are in line contacts, with certain advantages of no-backlash, high precision and high operating efficiency over other gears and gear systems besides the end face engagement worm gear drive may improve bearing contact, reduce the level of transmission errors and lessen the sensitivity to errors of alignment. Also, the end face engagement worm can be easily made with superior meshing and lubrication performance compared with the conventional techniques. In particular, the meshing and lubrication performance of the end face engagement worm gear by using the end face to meshing can be increased over 10% and 7%, respectively. This investigate is expect to provide a new insight on the design of the future no-backlash worm drive for industry.     

修正型斜平面二次包络环面蜗杆副的接触型式

在空间啮合理论的基础上,实现了修正型斜平面二次包络环面蜗轮曲面的数字化造型;分析在给定不同中心距和传动比情况下接触线类型,得出蜗轮齿面接触型式,并进一步讨论判断接触线类型的方法.     

平面二次包络内蜗轮齿面成型方法

为了使平面包络鼓形蜗杆传动具有更佳的承载能力与良好的传动性能,利用微分几何及啮合理论建立平面二次包络鼓形蜗杆传动的包络理论,依照鼓形蜗杆齿廓螺旋线创建鼓形蜗杆实体模型,采用二次开发使鼓形蜗杆与具有内齿轮特性的面进行布尔运算,求解出高精度的二次包络内蜗轮齿面。与一次包络鼓形蜗杆副相比,鼓行蜗杆副具有双线接触、接触面大、齿面间易形成动压油膜和承载能力更强等优点,其内置蜗杆结构为后续机器人智能关节研究奠定理论基础。     

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。     

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。     

Localised tooth contact analysis of single envelope worm gears with assembly errors

This paper presents the basis of loaded tooth contact analysis and predicts the influence of assembly errors on localised contact stress distribution in single enveloping (cylindrical) worm gearing during a meshing cycle. A method for loaded tooth contact analysis, geometry and kinematics of such gear pairs is developed. The method accounts for the effects of tooth composite deflection caused by bending, shearing, foundation, tooth contact deformation and initial profile separation due to assembly errors. The method includes the determination of contact lines, load and stress distribution due to assembly errors. Because of the complex geometry of worm gear teeth, the tooth bending stiffness is calculated using the slicing technique developed earlier by the authors. Classical Hertz theory is used for calculating contact stress and deformation. A computer program based on the presented method has been developed and used to study the influence of errors on mating teeth contact. It is shown that the governing factors in loaded gears with assembly error are the mesh stiffness and the amount of error which is linked to load sharing between adjacent tooth pairs. A numerical example is presented to further clarify the outlined method.     

渐开线蜗杆传动的动态接触分析

根据渐开线蜗轮、蜗杆齿面方程,运用MATLAB和SolidWorks对蜗杆、蜗轮进行三维建模,并将装配体导入ANSYS中进行动态接触分析.将模型导入动力学分析软件ADAMS中,研究蜗轮、蜗杆之间的啮合力变化.研究表明渐开线蜗杆副在啮合时不同位置应力变化较大,且蜗杆副正常啮合时的啮合力最大值出现在蜗轮、蜗杆轮齿初始啮合区...     

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。     

自升式海洋平台齿轮齿条升降机构强度分析

采用Pro/Engineer软件建立海洋平台升降系统齿轮齿条啮合的三维几何模型,并将模型导入Abaqus软件,对齿轮齿条的动态啮合过程进行有限元分析,得到齿轮齿条动态啮合过程中接触应力以及齿根应力的变化规律。