太阳能追光系统中环面蜗杆传动副高精加工研究

目前太阳能追光系统普遍存在精度差、效率低等问题,主要原因在于环面蜗杆传动副为非正确共轭传动形式。针对现行太阳能追光系统中环面蜗杆副的非正确共轭传动形式,基于微分几何及空间啮合理论,推导了渐开面包络环面蜗杆齿面的精确数学模型,根据数学模型建立了蜗杆齿面的精确三维实体模型,并通过图形学显示了其正确啮合区;在DMG车铣复合加工中心加工渐开面包络环面蜗杆齿面,并进行了接触斑点对比试验,结果表明,环面蜗杆数学模型及三维实体模型正确,加工方法可行。     

核级阀门电动装置中蜗轮蜗杆传动的动态接触分析

蜗轮蜗杆是核级阀门电动装置中的关键部件,其传动性能影响到核级阀门开闭的可靠性。依据蜗轮蜗杆齿面方程,基于三维软件Solidworks进行蜗轮蜗杆的三维建模,利用Hypermesh和ANSYS/LS-DYNA软件对实际蜗轮蜗杆传动进行了动力学分析。分析了1个啮合周期内蜗轮蜗杆应力应变变化情况,讨论了啮合传动过程中不同加载时间对冲击载荷的影响,并模拟得出了最优的加载值。结果表明,在蜗轮蜗杆啮合传动过程中的最大有效应力值为308MPa,小于静态理论计算值425.7MPa;通过选择合适加载时间不仅达到快速启动的目的而且可以降低冲击载荷,同时为核级蜗轮蜗杆设计制造及其疲劳寿命分析预测提供了参考依据。     

不同材料配对的TI蜗杆副接触特性分析及试验

针对TI蜗杆传动,建立其数学模型和精确三维实体模型,齿轮与蜗杆选用42CrMo-42CrMo, QT600-3-42CrMo两组不同材料配对,基于有限元法分析了两组材料配对形式下的接触应力,搭建了传动副的疲劳测试试验台,在试验台上进行传动副的负荷运转试验,考察齿面的磨损和断齿情况。分析结果表明：齿轮和蜗杆均采用42CrMo的材料配对,与QT600-3-42CrMo的配对相比较,后者齿面应力和应变均较小;两组材料传动副轮齿折断出现的载荷级相同,第1组材料渐开线齿轮折断齿数较多,蜗杆齿面磨损较严重,与应力应变分析结果吻合。研究工作为硬齿面TI蜗杆副的材料配对选型奠定了理论基础和试验支撑。     

准双曲面齿轮准静态接触分析和试验研究

建立了精确的准双曲面齿轮的轮齿面和过渡曲面数学模型;选择用平均接触椭圆长半轴、接触线方向角和传动误差曲线交点来评价齿面接触斑点和传动误差;以一个准双曲面齿轮副为计算实例,建立了适合准静态齿面接触分析的准双曲面齿轮传动系统有限元分析模型;通过准静态加载齿面接触特性分析,得到齿根弯曲应力、接触应力和传动误差的变化规律,分析载荷的影响情况,并比较了有限元结果与经验公式计算结果。开发了准双曲面齿轮试验台,进行齿面接触斑点和齿根弯曲应力检测,试验结果与仿真结果的一致性较好。     

渐开线包络环面蜗杆副结构设计

介绍了渐开线环面蜗杆副齿廓啮合基本原理,结构特点,建立起TI-120渐开线环面蜗杆副、蜗轮蜗杆的有限元计算模型,分析了蜗杆副在啮合过程中载荷接触线的分布情况。并用有限元理论方法计算出蜗轮蜗杆应力云图和位移云图,为试制TI-120渐开线环面蜗杆减速器提供了可靠的理论依据。     

分体式消隙蜗杆副传动精度的影响因素研究

分体式消隙蜗杆副通过旋转调节两段蜗杆之间的距离来消除蜗杆反向间隙,针对其消隙方式和具有较薄的蜗杆齿的结构特点,研究了分体式消隙蜗杆副传动精度的影响因素,建立分体式消隙蜗杆副的三维模型和运动分析模型,利用运动仿真分析方法,研究蜗杆副使用误差和蜗杆副结构误差对蜗杆副传动精度的影响规律。结果表明,蜗杆副使用误差相比蜗杆副结构误差对蜗杆副传动精度影响较大,其中,使用误差中蜗轮齿中磨损对传动精度影响最大,结构误差中径向误差对传动精度影响最大。     

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     

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.     

一种五轴加工中心主轴摆动消隙方法研究

针对五轴加工中心主轴摆动常采用的蜗轮蜗杆副存在传动间隙,进而影响主轴摆动精度这一问题,提出采用双电机驱动+双蜗轮蜗杆副的消隙方法,即控制一侧电机的转角和两侧电机的同步差来精确控制蜗轮蜗杆副的摆角,一侧蜗轮蜗杆副的蜗杆与蜗轮正向旋转的齿面啮合,另一侧蜗轮蜗杆副的蜗杆与蜗轮反向旋转的齿面啮合,消除传动间隙;工作过程中,一侧电机驱动,另一侧电机保持同步随动避免因蜗杆自锁产生干涉,从而提高主轴摆动精度.通过建立消隙数学模型井进行仿真分析,验证了所提消隙方法的正确性和可行性.     

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。     

变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆齿面的加工与检测

针对变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆齿面的变齿形、变齿厚、变齿距等复杂螺旋面特征,探究包络环面蜗杆齿面的精密铣削加工工艺,提出了包络环面蜗杆齿面误差拓扑图检测方法,分析了基于齿轮测量中心的环面蜗杆齿面检测与数据处理方法,并研制了环面蜗杆样件,进行了齿面精度检测.结果表明:蜗杆左齿面最大偏差为24.7 pm,平均偏差为12 μn;环面蜗杆右齿面最大偏差为17.2 μm,平均偏差为9.3 μm;蜗杆右侧齿面的精度高于左侧齿面.研究结果为后续传动副样机的传动精度和性能试验提供了试验支撑.     

直锥齿齿面接触斑点的试验

直齿圆锥齿轮或齿轮副的接触斑点，是锥齿轮精度标准中第血公差组的唯一指标。接触斑点的形状、位置和大小，由设计者根据齿轮的用途、载荷和轮齿刚性及齿线形状特点等件自行规定。诚然／根据锥齿轮加工制造工艺特点及变形情况（尤其是热处理变形引起接触斑点的变化），也应＄波切齿后无载荷检查接触斑点的具体要求。一般情况下，要求齿轮副啮合后传动在有载荷的工作状态下，齿面上得到大面积的接触，而在齿轮传动无载荷轻微＄励下运转检查接触斑点时（在专用喻台仪、滚动检耷机或安装到箱体上），齿面大端不应有接触痕迹。对柴油机传动用直…     

提高蜗轮副接触精度的方法

加工普通圆柱形蜗杆时,是在车床上加工蜗杆螺牙后,再在蜗杆磨床上磨削齿形。而蜗轮是用蜗轮滚刀在滚齿机上加工齿形。由于车削蜗杆时,刀具装夹位置误差、加工方法及尺寸控制不当,会导致蜗轮传动副装配后接触不良,还需修刮蜗轮齿面,效率低、质量差。现介绍几种提高蜗杆接触精度的加工和调整方法,供参考。一、蜗杆加工普通圆柱形蜗杆的螺旋面,由于制造方法不同(车刀放置不同),可形成三种不同齿形。加工时应按图纸要求(无标注时,一般为阿基米德蜗杆)。     

基于Adams的TK13250E数控转台蜗杆副传动精度的仿真

以TK13250E数控转台为对象,研究数控转台的传动机构蜗轮蜗杆存在的各项误差对传动精度的影响。利用动力学仿真软件Adams对蜗杆副进行仿真,对比仿真结果与理想结果来验证虚拟样机的正确性。利用Adams对蜗杆副的选材误差、制造误差、使用误差以及它们随机产生的综合误差进行全面仿真,得出不同误差对精度的影响程度。为了研究数控转台在过载荷下的精度衰退规律,设计了数控转台精度衰退加速磨损试验。试验表明,随着蜗轮磨损量增加,数控转台的定位精度和重复定位精度开始下降。     

平面二次包络环面蜗杆传动接触区域的控制

应用齿面接触分析法^[1],分析了在三种误差状态下即：中心距误差,蜗杆轴向窜动量和蜗轮中心面偏移量,平面二次包络环面蜗杆传动的接触状态,给出了在误差状态下接触点的方程,并得出了规律性的结论。该结论可用于传动副装配方案设计中,为了减少跑合量,尽快实现共轭接触,同时给出了误差的控制方向。     

用新方法检定齿轮接触斑点

在初始状态下,齿轮副的接触斑点如何,这个问题与齿轮传动工作平稳性和使用寿命有着密切的联系。特别是重载齿轮传动,常发现由于初始接触不良,导致齿面早期点蚀、剥落甚至失效。因此,接触斑点是评定齿轮副加工、安装误差的综合项目之一,尤其是低速中载和重载的齿轮传动。近年来随着硬齿面齿轮在重载齿轮传动中的广泛应用,保证齿面的接触精度更加重要。因为它不像软齿面,经跑合接触斑点有所增加,而是接触斑点基本上     

阀门电动装置蜗轮蜗杆精确建模研究

蜗轮蜗杆是阀门电动装置的关键传动部件,进行精确的实体建模是进行有限元接触分析的前提,而蜗轮的齿面是复杂的空间曲面,是建模的难点。通过蜗轮蜗杆的啮合关系得出蜗轮齿面啮合方程,运用Matlab编程求解蜗轮齿面方程得到齿面上的离散点,再通过Pro／E逆向反求得到蜗轮齿面,最终实现蜗轮的精确建模。另外通过Pro／E建立蜗杆模型并对蜗轮蜗杆进行装配,经检验装配后无干涉存在,结果表明该方法能够准确地建立蜗轮蜗杆实体模型。     

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。     

误差对变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆传动副接触点的影响分析

变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆传动是一种新型蜗杆传动,由变齿厚内齿轮及其包络形成的鼓形蜗杆所组成。运用零间隙法分析计算在误差情况下该传动副接触点的偏移量和误差影响矩阵,得到了误差对该传动副接触点的影响规律。结果表明:单因子误差下,母平面倾角与轴间角误差、喉径系数与基圆半径误差、中心距与蜗杆轴向位移误差、蜗轮轴向位移误差的影响对接触线的影响依次减小。     

精密包络蜗杆蜗轮副的制造

一、绪言高传动精度的蜗轮副,作为圆周分度的基准和齿轮机床的母蜗轮是很有用的。爱内斯特·威尔德哈伯(Ernest Wildhaber)提出的包络蜗杆蜗轮(以后称为威氏蜗杆蜗轮),从传动、测量两个方面来看是最适合上述目的的蜗轮副。这里,仅把高的回转传动精度作为目标来试制威氏蜗杆蜗轮副。二、蜗轮的试制威氏蜗轮是直齿齿轮,齿面为平行于蜗轮轴线的单纯平面。配对的蜗杆具有平面所创成的包络蜗杆形状的齿面。此种蜗杆蜗轮副的啮合作用早就明了了,如图1所示,它们沿直线相接触。