TI蜗杆传动齿面接触误差的计算与分析

采用CAD三维造型技术与数值计算相结合的方法计算分析了各种加工误差及装配误差对TI蜗杆传动齿面接触的影响。其结果对有效提高TI蜗杆副的制造精度有指导意义。     

基于数值分析方法的TI蜗杆三维造型

蜗杆传动具有承载能力强、传动效率高等优点。但由于TI蜗杆齿面形状的复杂性,TI蜗杆的精确磨削加工成为推广TI蜗杆传动的关键。本文通过对TI蜗杆传动的理论研究,尝试利用三维造型软件的分析方法,验证了精确TI蜗杆的数学模型,为解决TI蜗杆传动提供了依据。     

提高蜗杆副接触精度的工艺措施

阿基米德蜗杆副在机械传动中,已得到广泛的应用。但由于影响蜗杆副制造精度的因素众多复杂,因此,我国多数中小型机械厂(由于受设备的限制)所制造的蜗杆副的接触精度不高,达不到国家规定的精度标准,致使为数甚多的蜗轮减速箱以及使用蜗杆副的机器设备,往往达不到设计规定的使用时间而提前报修或报废。     

齿轮材料的接触疲劳强度

本文集中了钒钛球铁，３８ＳｉＭｎＭｏ等５种材料的非硬化齿轮和２０ＣｒＭｎＭｏ等７种材料的表面硬化齿轮的接触疲劳强度的试验研究结果；比较了这１２种材料齿轮的极限应力σＨＬｉｍ和可靠度Ｒ＝０．９９的Ｓ－Ｎ曲线，从而得到有关σＨＬｉｍ和ＺＮＴ等取值的若干结论。     

变位TI环面蜗杆珩轮珩削性能分析

根据微分几何和啮合原理,建立了渐开螺旋面、啮合线及啮合界限线方程,利用MATLAB绘出啮合线和啮合界限线。结果表明,在工件齿轮参数给定的情况下,交错角和中心距影响啮合线和啮合界限线的分布,工作半角影响实际啮合线;满足强度要求的前提下,给定中心距即采用变位啮合传动,合理选择交错角和工作半角,可以实现全齿珩削且啮合线分布均匀无交叉现象。解决了工件螺旋角较小时,必须轴向进给;螺旋角较大时,需采用较大的中心距,才可实现全齿珩削的问题。     

双自由度直线环面蜗杆副啮合分析及试验验证

为了提高直廓环面蜗杆副的接触质量,在加工直廓环面蜗杆直线刀刃转动时,再增加一个独立的沿着刀座轴线的移动,把刀刃由单自由度的运动变为双自由度的运动,从而得到一种新的环面蜗杆加工方法以及一种新的环面蜗杆传动,称之为双自由度直线环面蜗杆传动.建立这种环面蜗杆副的啮合分析数学模型,得到直线刀刃运动螺旋参数的计算公式;研究蜗杆头数和直线刀刃运动螺旋参数对蜗杆的根切界线、边齿顶厚、齿面接触区、蜗杆上双线接触区长度和蜗轮齿面上微观啮合质量的影响规律;采用普通滚齿机加工出一对这种环面蜗杆副,进行接触区试验,验证理论计算的结果.双自由度直线环面蜗杆传动可用于蜗杆头数多达6的场合;选择合适的直线刀刃运动螺旋参数可以得到比直廓环面蜗杆传动更好的接触质量、传动性能,具有实用价值.     

摩擦副材料耐磨特性的试验研究

就锡青铜ZQSn10-1与经两种不同表面硬化处理的合金工具钢CrWMn和Cr12MoV组成摩擦副进行磨损试验的结果进行了分析,探讨不同配偶材料和不同的表面处理方法对耐磨性的影响,对在选择摩擦副配偶材料时必须注意的金相组织和硬度匹配问题作了讨论。提出的结论可供相近工况条件摩擦副材料的选择和制订工艺时参考。     

电接触摩擦副材料试验机的试验与应用

本文对配合摩擦副材料的研制，进行摩擦副试验机设计工作作了介绍，通过方案及计算满足试验对本机的要求，装机后的试验及结果表明，该机运转正常，为摩擦副材料提供了试验数据，已成为一种包弧滑动型摩擦试验的检测设备。     

航空柱塞泵配流副的材料配对研究

本文针对国内外常用航空柱塞泵配流副的材料配对方法，采用测定摩擦学曲线的方法，进行了抗粘着磨损性能的对比试验研究，从而得出最优配对方案。     

平面二次包络环面蜗杆副材料的接触疲劳强度试验研究

本文以平面二次包络环面蜗杆副及其他蜗杆传动常用的国产ZQS_n10-1铸锡青铜(砂型)和35CrMo钢渗氮的材料组合作试件,进行了系统的圆盘滚子接触疲劳试验,从而得出了相应的P-N曲线、P-N-S曲线以及接触疲劳极限应力值σHlim,填补了国内空白.     

ZC1型蜗杆副齿面接触参数分析与优化

基于ZC1型蜗杆副的啮合理论,利用MATLAB软件对蜗杆副的齿面接触参数进行分析,结果表明,轴向模数、中心距、导程角、砂轮齿廓圆弧半径对齿面接触参数的影响都很大。而一般情况下,中心距在设计之初就已选定,故我们选择轴向模数、导程角、砂轮齿廓圆弧半径作为优化设计时的设计变量。为了提高ZC1型蜗杆副的啮合性能,以诱导法曲率和润滑角为目标函数,并结合蜗杆齿顶齿厚约束,蜗轮齿顶齿厚约束以及根切约束来建立优化数学模型。采用改进的粒子群算法作为优化算法,结果显示,优化后的润滑角更大、诱导法曲率更小,可有效地提高蜗杆副的啮合性能。     

TI蜗杆齿顶倒角建模及通用数控车削方法

在批量生产中,渐开面包络环面(Toroidal Involute,TI)蜗杆修缘和倒角加工自动化程度差且依赖人工。为此,提出一种TI蜗杆齿顶倒角特征建模与数控车削自动编程方法,在通用数控车床上即可实现TI蜗杆和齿顶倒角加工:首先将蜗杆齿面与毛坯外轮廓面进行求交,得到齿顶交线,并根据左右齿面齿顶交线的位置关系,设计出两端修缘车削轨迹;其次由修缘曲面对齿顶交线进行修正,通过齿顶交线离散点位置的空间几何关系获取相邻特征曲面的切矢量并旋转投影到车削XZ平面;再次根据投影切矢量建立齿顶倒角特征模型,进而计算出倒角轨迹和刀位数据;最后将刀位极坐标化,采用锥螺纹车削指令和极坐标刀位进行TI蜗杆的车削倒角数控编程。以TI蜗杆齿顶倒角计算及仿真切削实例验证了TI蜗杆齿顶倒角车削加工方法的可行性。     

二参数修正平面二次包络环面蜗杆副接触型式分析

根据空间啮合理论[1],通过理论推导及仿真计算,分析了中心距修正、蜗杆轴向修正时,平面二次包络环面蜗杆副的接触线型式及接触线变化的规律。     

用啮合原理与数值方法求蜗杆副接触线

首先应用空间啮合原理 ,推导了蜗杆蜗轮的接触线方程 ,然后应用进退法和二分法相结合的数值方法求解该接触线方程。     

双线接触在一包TI蜗杆传动副中实现的研究

通过改变螺旋角研究了二包TI蜗杆传动蜗轮齿面上出现双线接触的条件,分析了存在双线接触时蜗轮齿面的组成,并将这个齿面与一包TI蜗杆传动的蜗轮齿面进行了比较。研究表明:合理选择螺旋角,一包TI蜗杆传动的齿面经过跑合可以实现双线接触,这样能进一步改善一包TI蜗杆传动的啮合性能。     

含蜗杆砂轮安装误差的面齿轮副齿面接触分析

基于一种五轴联动数控磨削机床,建立考虑蜗杆砂轮安装误差的真实齿面方程,研究含误差的真实面齿轮齿面和小齿轮齿面轮齿接触分析(TCA分析),得到面齿轮副齿面接触点轨迹求解方法,TCA分析表明:1切向线性位置误差和轴向线性位置误差会导致齿面沿齿宽和齿高方向发生偏移,而接触点轨迹在齿长方向出现较大偏移。2偏摆角误差导致齿面沿齿长方向发生倾斜,而接触点轨迹沿齿长方向出现较大偏移和倾斜;俯仰角误差会导致齿面沿齿高方向发生旋转,接触点轨迹也同时出现旋转。3面齿轮副齿面接触点轨迹对4项砂轮安装误差都较为敏感。研究为面齿轮设计和制造中的误差溯源以及真实齿面接触分析提供理论参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的蜗轮蜗杆动态接触分析

针对蜗轮蜗杆疲劳破坏中,出现几率最高的齿面接触疲劳强度问题,利用ANSYS/LS-DYNA对齿轮进行动力学接触仿真分析,计算蜗轮副在啮合过程中齿面接触应力、应变的变化情况及接触过程中压力的分布情况。     

干摩擦机械密封端面材料配对性能的台架试验研究

为了研究密封端面材料配对对干摩擦机械密封性能的影响,使用自主设计研发的干摩擦机械密封试验系统,选择浸锑石墨、浸树脂石墨,分别与38CrMoAlA(不喷涂)、38CrMoAlA(表面喷涂Cr 2O 3)、40CrNiMoA(表面喷涂Cr 2O 3)3种典型的材料配对进行干摩擦和磨损试验,并对端面温升、磨损率、摩擦功耗和泄漏率等试验结果进行对比分析。结果表明:在干摩擦状态下,对于不同材料配对,摩擦磨损规律显示出了多元性;在6组端面配对中,浸锑石墨与38CrMoAlA(表面喷涂Cr 2O 3)配对性能最佳,浸金属石墨更适用于极端工况,摩擦磨损性能更佳,但浸树脂石墨材料密封性能更好,泄漏率更小;动环表面喷涂材料可有效提高动环表明硬度,优化表面结构,改善动环摩擦磨损性能和密封性能;动环基体材料对配对性能影响不可忽视,导热效果好、线膨胀系数低的材料可降低端面温度。     

钢蜗杆副传动齿面跑合工艺的试验研究

通过对钢蜗杆副传动性能的试验,分析研究了蜗杆副的齿面跑合机理。试验结果表明,齿面跑合对钢蜗杆副传动性能影响很大。为钢蜗杆副传动的推广与应用提供了可靠的依据。