基于油膜厚度最优化的滚柱包络环面蜗杆传动润滑状态研究

为了研究滚柱包络环面蜗杆传动的润滑状态,在滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论研究和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了牛顿流体线接触等温状态下的最小油膜厚度公式,基于此建立传动副润滑状态计算模型,得出了滚柱包络环面蜗杆传动在一个啮合周期内膜厚比时域分布规律,最后分析了喉径系数、滚柱半径、中心距和润滑油动力黏度对滚柱包络环面蜗杆传动润滑状态的影响。算例表明,该传动副在整个传动周期内以部分弹流润滑为主;增大喉径系数、中心距和润滑油动力黏度,减小滚柱半径,能够有效改善传动副的润滑状态。     

滚柱包络环面蜗杆传动弹流润滑特性分析

为了研究滚柱包络环面蜗杆传动的弹流润滑特性,在滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论研究和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了线接触等温弹流润滑数学模型。利用直接迭代法对传动副的弹流润滑进行求解,得到了传动副的油膜压力和油膜厚度曲线,分析了传动副在齿根圆、分度圆、齿顶圆处的弹流润滑特性,最后,分析了喉径系数和滚柱半径对滚柱包络环面蜗杆传动润滑特性的影响。结果表明,该传动副具有良好的润滑特性,增大喉径系数和滚柱半径,能够有效改善传动副的润滑性能。     

倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动热弹流润滑分析

为了改善蜗杆传动副的润滑性能和抗胶合能力,提高其传动效率,在弹性流体动压润滑理论和倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动啮合特点研究的基础上,建立了倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动的线接触弹流润滑模型;基于Ree-Eyring流体线接触弹流润滑膜的数学模型,分析传动过程中等温最小油膜厚度及热弹流润滑最小油膜厚度的分布规律,分析了滚柱半径、滚柱偏距、喉径系数及倾斜角对热弹流润滑最小油膜厚度的影响。分析结果表明,倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动具有更好的润滑性能;滚柱半径和喉径系数对传动副的润滑性能影响最大,为了使该传动副保持较好的润滑性能,其滚柱半径不宜过大,滚柱偏距和喉径系数不宜过小。     

考虑粗糙度的滚柱包络端面蜗杆传动等温弹流润滑分析

基于滚柱包络端面啮合蜗杆传动的传动理论与等温弹流润滑理论,考虑表面波状粗糙度的影响,采用数值分析方法着重分析了传动副不同啮合位置、粗糙度幅值、滚柱半径以及喉径系数对弹流润滑性能的影响。结果表明,传动副啮出位置蜗轮齿顶处润滑性能最差;粗糙度幅值、滚柱半径、喉径系数的增加均对润滑性能产生正面影响,会使油膜厚度增加、油膜压力下降。     

粗糙度对滚柱包络端面蜗杆传动的等温弹流润滑影响

基于滚柱包络端面蜗杆传动副的啮合原理,综合考虑中心距、滚柱半径、喉颈系数、蜗轮直径各项几何参数的影响,根据弹性流体动压润滑理论,在Matlab中采用牛顿迭代法和NewtonRaphson法对其数值计算求解,对该新型传动副共轭齿进行研究,完成了共轭齿间线接触问题的分析;给出了该传动副共轭齿面在几何参数变化下,粗糙度幅度值大小变化下的润滑油膜压力和油膜厚度示意图,并进行了分析。结果表明,该传动副性能较好,影响润滑的重要参数为滚柱半径与啮合位置,而喉颈系数和蜗轮直径参数对润滑特性影响不大;共轭齿面间能够产生全膜润滑,避免发生直接接触,减小磨损量并降低油温,能够同时提升传动效率与抗胶合能力。为该新型传动副的研制提出了必要的理论依据。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合性能分析

基于空间啮合原理,建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合方程、接触线方程以及蜗杆的齿面方程,推导了该传动的诱导法曲率、自转角、润滑角及相对卷吸速度公式.基于MATALB开发了传动的啮合性能分析系统,分析了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的滚柱半径、蜗杆喉径系数、滚柱偏距和齿周角等参数对传动啮合性能参数的影响.     

滚锥包络端面啮合蜗杆传动啮合性能分析

滚锥包络端面啮合蜗杆传动,该传动副的优点为同时啮合的齿对数多和可消除间隙等。根据齿轮啮合原理和微分几何原理建立该传动副的啮合数学模型,从而得到该传动副的啮合函数和蜗杆齿面方程,再推出啮合性能的计算公式,运用Matlab软件分别分析滚锥小端半径、喉径系数及滚锥半锥角对该传动副啮合性能评定参数——诱导法曲率、润滑角、相对卷吸速度和自转角的影响。分析结果表明,该传动副具有较好的啮合性能。     

滚锥包络环面蜗杆传动的润滑状态分析

在对滚锥包络环面蜗杆传动的啮合分析、齿间载荷分配及接触线上载荷分布的研究的基础上 ,结合现代弹性流体动力润滑理论对滚锥包络环面蜗杆传动这一新型传动的润滑状态作了数值计算和分析。     

倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动等温弹流润滑分析

为了改善蜗杆传动副的润滑性能和抗胶合能力,提高其传动的效率,在倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动的简化弹性流体动力润滑模型及等温线接触弹流数学模型,利用牛顿迭代法和Newton-Raphson法进行了数值求解,得到该传动副的油膜压力及油膜厚度曲线,并分析了传动副在蜗轮齿根圆、分度圆、齿顶圆及每条接触线上的弹流润滑特性,最后分析了润滑油黏度对传动副弹流润滑特性的影响。结果表明,在分度圆到齿顶圆之间的接触区域的润滑特性较为优越;接触线4上的油膜厚度较其他三条接触线上的油膜厚度增大,二次压力峰值减小;黏度越大润滑特性越好。     

考虑润滑状态的摆动活齿传动多目标优化设计

在分析摆动活齿传动等效机构参数对传动效率、啮合副弹性流体动力润滑效应影响的基础上,提出了考虑活齿传动啮合副的弹性流体动力润滑效应的多目标优化设计,以体积小、效率高、膜厚比大为设计目标,建立了相应优化数学模型.基于混沌粒子群优化算法对优化数学模型进行了求解.计算实例表明,该设计方法能够有效地改善传动的润滑性能.     

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。     

变齿厚内齿轮包络外转子鼓形蜗杆传动啮合性能分析

针对机器人的结构模块化发展趋势及现有工业机器人关节减速器的不足,提出一种用于工业机器人智能关节的变齿厚内齿轮包络外转子鼓形蜗杆传动。基于空间啮合原理,建立了该传动的数学模型,推导了蜗杆传动的啮合方程、齿面接触线方程以及蜗杆的齿面方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和相对卷吸速度等计算公式。在大量数值计算的基础上,分析了该传动的蜗杆喉径系数、主基圆半径、母平面倾角等参数对传动啮合性能的影响。     

单双滚柱包络环面蜗杆传动的理论与试验研究

滚子包络蜗杆传动作为一种新型传动装置,在机器人关节、包装生产线、数控机床回转中心等领域已逐步得到应用,但对经典的单、双滚柱传动的相关原理却未建有统一的分析理论。针对这一问题,基于齿轮啮合原理和空间啮合理论,首次构建了统一的单双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合方程、诱导法曲率、润滑角、滚柱自转角、卷吸速度、螺旋升角、接触线方程等,并利用Matlab软件进行了数值分析研究,从理论上阐释了单滚柱包络环面蜗杆传动与双滚柱包络环面蜗杆传动这两种主要滚柱包络蜗杆传动在传动原理、传动性能等方面的差异,进一步地对单双滚柱做了传动效率试验。研究结果表明:未发现两者之间在传动效率上有较大差异,单滚柱包络环面蜗杆传动在单纯考虑上述各关键技术指标时要较双滚柱包络环面蜗杆传动具备更多优势,且在加工制造、安装调试等方面更简单,但当涉及消除齿侧间隙的功能时,双滚柱包络环面蜗杆传动具备更好的自动调节优势,此研究为推动滚柱包络环面蜗杆传动的应用与提升其相关性能指标奠定了理论基础。     

关键参数对滚子包络内啮合蜗杆传动接触与润滑性能的影响

为了分析关键参数对滚子包络内啮合蜗杆传动接触与润滑性能的影响,构建了该新型蜗杆传动的数学模型,通过啮合方程构建了该传动的润滑角与诱导法曲率方程,利用数值计算方法分析了中心距、传动比、蜗轮偏转角、滚子半径等关键参数对蜗杆传动润滑与接触性能的影响。分析研究得知,在这些关键参数中,蜗轮偏转角对滚子包络内啮合蜗杆传动的接触性能与润滑性能有较大的影响,建议蜗轮偏转角取值在0°～40°为最佳。选取了相应参数进行三维建模,验证了分析参数的有效性。该研究为滚子包络内啮合蜗杆传动的进一步研究提供了参考。     

齿轮齿条传动机构等温稳态弹流润滑数值分析

齿轮齿条在现代机械中应用广泛,但传动过程中易产生噪声、磨损、齿面胶合等,通过对机构润滑理论的研究,降低传动过程中齿面磨损及胶合机率。在现有的弹性流体动力润滑理论的基础上,利用多重网格法,得到了齿轮齿条传动过程中等温稳态弹流润滑数值解,讨论了齿轮齿条传动机构在不同啮合点、变位系数、线角传动比和模数下的无量纲压力和膜厚图,计算结果表明:啮合点位置、变位系数、线角传动比、模数等都会对油膜压力与膜厚产生影响。最终得出结论:在传动过程中,啮入点为啮合过程中的危险点;正变位能够使油膜变厚,负变位使油膜变薄;线角传动比、模数越大,油膜压力越小、膜厚越厚。     

基于弹流润滑理论的斜齿圆柱齿轮油膜厚度参数影响研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了斜齿轮传动润滑最小油膜厚度计算公式,并利用Matlab程序绘图功能绘制出最小油膜厚度沿啮合线的变化曲线,计算分析了传动比、模数、压力角、螺旋角、重合度、齿宽系数等斜齿轮传动参数对齿轮副节点处润滑油膜厚度的影响,从而揭示了斜齿轮传动参数与齿轮副润滑性能之间的关系,为弹流润滑条件下斜齿轮传动的设计提供了一定的理论依据。     

内啮合齿轮传动的弹流润滑

基于弹性流体动力润滑理论,建立了内啮合齿轮传动的弹流润滑模型。针对行星齿轮变速传动的两种工况,求出内齿轮和行星齿轮内啮合时各个啮合点的最小油膜厚度,绘出沿啮合线的弹流油膜厚度分布图。经过对膜厚图的分析得知,在行星轮和内齿轮啮合的节点靠近行星轮齿根处是油膜厚度的最薄弱处,且变速传动时,低速传动的内啮合工况润滑状态较差;经计算对比得出提高润滑油的粘度,可以增大润滑油膜的厚度;增大压力角提高油膜厚度的效果明显。提高齿轮啮合的油膜厚度对改善齿轮的润滑状态,降低齿轮的生产成本,具有实际使用价值。     

摆动活齿传动的弹流润滑分析

在摆动活齿传动运动学分析的基础上，应用弹性流体动力理论对摆动活齿传动的弹流润滑问题进行了计算分析。结合实例，对其油膜厚度进行了计算，分析了摆动活齿传动的各啮合副所处的润滑状态，为摆动活齿传动的设计、制造提供了理论依据。     

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。     

ZC2型蜗杆传动的弹流润滑研究

本文用有限元法对ZC2型蜗杆传动进行了全膜等温弹性流体动力润滑分析,绘制出了一部分不同啮合位置时接触线上的压力和油膜厚度分布图,计算结果表明:在啮合区啮入端(包括旋入端和旋出端)上接触线的润滑条件较好,在啮合区啮出端的接触线上的压力分布呈“乌鞍形”,旋出端的润滑条件比旋入端好,而在啮出端的润滑条件最差。本文还在开式加载试验台上,用电阻法对ZC2型蜗杆传动进行了弹流膜厚变化规律的定性测试,得到不问转速,不同扭矩下膜厚的变化曲线(用电流变化的曲线来显示),试验结果所显示的变化规律与理论计算分析基本吻合,为进一步改善其润滑条件而采取的措施(如可控修形)提供了理论和试验的依据。