滚动圆锥面包络环面蜗杆

滚动圆锥面包络环面蜗杆龚国贤（上海第三十五棉纺织厂）朱雅兰（上海市崇明县北堡中学）１前言国内外学者对蜗杆副传动进行了大量的卓有成效的研究，提出了一些新型的蜗杆传动如滚柱蜗杆副（亦称螺环传动）［２］、滚珠蜗杆副（亦称钢球螺旋传动）［３］、回转曲面包络蜗...     

锥面包络环面蜗杆传动数字建模方法

包络环面蜗杆传动的啮合性能对齿廓的几何精度和啮合质量要求严格,齿廓的模型精度将直接影响其应用性能。针对锥面包络环面蜗杆传动复杂型面表征问题,提出其精确数字模型构建方法。建立了锥面包络环面蜗杆活动标架,运用微分几何学、运动学、包络原理和空间坐标转换等方法,推导了蜗杆工作齿廓在不同坐标系统下的啮合方程及其数字模型,并给出了蜗杆齿底与齿顶环面的母线方程。结合包络运动起始区间和蜗杆工作齿廓边界,建立了蜗杆数字模型的约束条件。根据蜗杆工作齿廓成型原理,设计了表征其工作齿廓的复杂多元非线性数学模型的求解算法,计算出了蜗杆工作齿廓的全部瞬时接触线簇及其啮合点云,并给出了蜗杆齿廓接触线分布状态。在蜗杆齿廓点云基础上,运用曲线曲面拟合技术得到了蜗杆数字化实体模型。建模实例表明,蜗杆数字模型准确,模型求解算法收敛有效,蜗杆齿廓误差在10-9级。研究结果可为锥面包络环面蜗杆和相应二次包络蜗轮滚刀的精密数字制造等奠定模型基础。     

平面二次包络环面蜗杆数字化实体建模研究

为提升平面二次包络环面蜗杆建模精度,提出其三维实体模型的数字构建方法。运用包络原理和坐标转换方法构建了表征平面二次包络环面蜗杆齿廓、齿底与齿顶环面的解析模型,设计了表征齿廓复杂非线性数学模型的求解算法,获取了表征环面蜗杆齿廓的点云,并分析了齿廓特征点云的计算精度。将蜗杆齿廓点云导入三维造型软件,应用包络方式构建蜗杆齿廓曲线、曲面模型,同时将表征蜗杆齿底与齿顶环面母线导入并构建齿底与齿顶曲面模型,最后实体化得到蜗杆三维实体模型。建模实例验证了建模方法及设计算法的有效性与准确性。     

滚动圆锥面包络环面蜗杆副传动的啮合 效率

本文导出滚动圆锥面包络环面蜗杆的齿面螺旋一导程角及当量摩擦角的计算公式,进而求得蜗轮副传动的啮合效率,举实例说明之。     

以蜗杆为母面的二次包络环面蜗杆传动

本文提出以蜗杆为母面，直接利用现有普通滚刀，在第一次包络时加工出蜗轮和蜗轮同开关的工具齿轮，实际只需加工出一个齿，做成沿螺旋线布刀的装配式刀具，这是一个更为经济而现有刀具不能加工的先进新方法。这种也能实现瞬时双线接触。     

平面包络环面蜗杆精度评价

根据国标GB/Tl6445-1996，提出参考性的平面包络环面蜗杆精度评价补充指标，进行平面包络环面蜗杆精度检测项目的完善；以平面包络环面蜗杆为例，实现对平面包络环面蜗杆误差的求解。     

平面包络环面蜗杆的实体建模

根据平面包络环面蜗杆成形原理以及空间啮合理论,建立了平面包络环面蜗杆坐标系,推导出了齿面方程;然后对齿面方程进行编程,并运用Matlab对齿面方程进行仿真建模,实现了环面蜗杆数字化建模,为实体建模提供了基础;最后运用VB对Solidworks进行二次开发实现了环面蜗杆的实体建模。此建模方法速度快且精度高,提高了建模效率,简化了建模过程,为环面蜗杆提供了一种简单且实用的实体建模方法,为环面蜗杆的推广使用创造了条件,也为以后的数控加工研究提供了基础。     

平面二次包络环面蜗杆减速器

平面二次包络环面蜗杆蜗轮副是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面，再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出蜗杆的齿面。用这种方法加工的蜗杆副，具有以下特征：     

环面蜗杆齿面啮合线的计算机仿真技术

应用齿轮啮合原理和微分几何的有关知识,建立柱面包络环面蜗杆传动的数学模型,运用计算机图形技术,编制绘出环面蜗杆传动及齿面啮合线正等轴测图的计算机程序,在计算机上实现了蜗杆齿面及齿面上啮合线的计算机仿真。     

平面包络环面蜗杆的修型

依据环面蜗杆的曲率修型原理,阐述了平面包络环面蜗杆修型的机理,提出了改善其性能的方法,就是使蜗杆的修型规律与齿面曲率半径的变化规律一致.中小传动比典型平面包络环面蜗杆性能不够好的关键是修型规律与曲率半径变化曲线不完全相符,修型曲线的极小值点靠近蜗杆中部.要使修型曲线的极小值点移向出口,需增加一个附加修型曲线,新修型曲线的变化率必须为负值,变化率绝对值的大小与原修型曲线上选定的新极小值点一致.合理的附加修型曲线与典型修型曲线叠加后,即可得到符合曲率修型的结果.蜗杆副的性能达到最好.加工时,在普通环面蜗杆加工机床上采用中心距变位.即可实现.     

一种车削渐开线圆柱蜗杆的新方法

渐开线圆柱斜齿轮,当齿数很少而螺旋角很大时,可以看作渐开线圆柱蜗杆。本文推导出了渐开线斜齿圆柱齿轮（渐开线圆柱蜗杆）轴向齿廓的计算公式,并在此基础上提出了用车削阿基米德蜗杆的方法车削渐开线蜗杆的新方法。     

渐开线圆柱蜗杆轴向齿形分析

仔细分析了某型摩托车里程表主动齿轮(形式上相当于一个渐开线圆柱蜗杆)的轴向齿形。结果发现，对一些螺旋角很大的渐开线圆柱蜗杆，完全可以将其轴向齿廓看成直线段，并按阿基米德蜗杆来加工，这样可以大大降低加工难度，而且几乎不会对其齿形精度产生影响。     

渐开线蜗杆成形磨削用砂轮的修整

成形磨削与车削相比可显著提高蜗杆的齿形精度和表面质量。根据螺旋面形成原理建立了渐开线蜗杆的齿面方程,利用空间啮合理论计算出了磨削蜗杆所需砂轮的轴向截形,依据此截形数据设计了砂轮数控修整方案,并用修整好的砂轮磨削工件实现蜗杆的数控成形磨削加工。     

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...     

变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动啮合性能分析

为准确掌握变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动的宏微观啮合性能及各设计参数对啮合性能的影响,建立了传动副数学模型,推导出啮合几何学方程,研究了螺旋角、传动比、法向模数及压力角等主要设计参数对啮合性能的影响规律;综合考虑选取优化设计参数并进行传动副样件加工,通过传动副对检试验考察了接触斑点的分布情况。分析结果表明：在满足环面蜗杆喉部中径强度和刚度要求的情况下,适当螺旋角、较大传动比、较大法向模数和较大压力角会获得优异的接触线分布、接触区域和较优的微观啮合质量;右侧的微观啮合质量优于左侧的微观啮合质量;传动副样件接触斑点与理论分析结果一致,右侧齿面接触斑点分布更好,验证了分析方法的正确性。     

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。     

双锥面二次包络环面蜗杆传动研究

研究了双锥面二次包络环面蜗杆副的啮合特性及设计、工艺和修形参数对啮合质量的影响 ;对双锥面、平面和单锥面二包环面蜗杆副进行了比较。结果表明z1=1～ 9范围内都可用双锥面二包环面蜗杆副 ,其优点是砂轮磨头一次安装磨齿的两面 ,提高了生产效率 ,减少了制造误差 ,有较大的使用价值     

指状锥面二次包络圆柱蜗杆传动接触线分析

以微分几何与空间啮合理论为基础,推导指状锥面二次包络圆柱蜗杆传动两次包络过程中的啮合方程和主要啮合性能指标方程,通过实例绘出蜗杆副啮合过程中根切界限线和接触线的分布区域,分析总结了润滑角和诱导法曲率的变化规律。     

平面包络环面蜗杆修型的研究

依据环面蜗杆的曲率修型原理,阐述了平面包络环面蜗杆修型的机理,提出了改善其性能的方法,就是使蜗杆的修型规律与齿面曲率半径的变化规律一致。中小传动比典型平面包络环面蜗杆性能不够好的关键是修型规律与曲率半径变化曲线不完全相符,修型曲线的极小值点靠近蜗杆中部。要使修型曲线的极小值点移向出口,需增加一个附加修型曲线,新修型曲线的变化率必须为负值,变化率绝对值的大小与原修型曲线上选定的新极小值点一致。合理的附加修型曲线与典型修型曲线叠加后,即可得到符合曲率修型的结果,蜗杆副的性能达到最好。加工时,在普通环面蜗杆加工机床上采用中心距变位,即可实现。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的运动仿真

基于虚拟样机技术,对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构的运动学进行了仿真分析。首先,基于无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的蜗杆齿面方程建立了蜗杆三维实体模型,并完成了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动机构的虚拟装配设计。其次,基于Solidworks/COSMOSMotion机械运动仿真平台完成了该蜗杆传动机构的定义和虚拟样机的运动仿真分析,研究了蜗杆传动机构的滚子运动状态及其运动学参数。