圆柱滚子包络蜗杆传动不同啮合方式的性能分析

为分析圆柱滚子包络环面蜗杆不同啮合方式对蜗杆传动性能的影响,基于微分几何与空间啮合原理建立圆柱滚子包络蜗杆传动的啮合方程;通过选取蜗轮旋转角得到普通环面、端面、内啮合3种典型蜗杆传动,利用诱导法曲率方程和润滑角方程对蜗杆传动进行啮合与润滑性能分析。研究结果表明:3种不同啮合方式的蜗杆润滑性能由高到低依次为圆柱滚子包络内啮合蜗杆、圆柱滚子包络端面蜗杆、圆柱滚子包络环面蜗杆;3种结构在啮合性能上无明显差距。该研究对滚子包络蜗杆传动的不同啮合段和参数的选取提供了参考。     

交错轴双滚子包络环面蜗杆传动啮合分析

为了消除环面蜗杆传动的齿侧间隙,提高其传动的精度和效率,分析了传统消隙蜗轮副的不足,在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动研究基础上提出一种交错轴双滚子包络环面蜗杆传动,采取双排滚子错位布置,且滚子轴线与蜗轮径向偏转一定角度。阐述了交错轴双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理,依据空间齿轮啮合理论和微分几何理论,采用运动学法建立了蜗杆副的动静坐标系及接触点处的活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮齿面接触线方程,并导出了该传动的一界函数、诱导法曲率、润滑角及自转角等齿面啮合参数计算公式。最后运用matlab软件进行了数值仿真,并分析了滚柱偏置距离c2、滚柱半径R、交错角γ等参数对该蜗杆传动啮合性能的影响。仿真实例表明:要使该传动保持良好的接触性能和润滑性能,c2不宜超过10 cm,R在8～15 cm之间,γ在28°～50°之间。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合分析

阐述了一种新型环面蜗杆传动--无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的结构和传动原理.应用空间啮合理论建立了该传动的啮合方程,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮接触线方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和自转角等计算公式.在大量的数值计算的基础上,分析了该传动的主要性能特点和影响该传动啮合性能的主要参数.     

基于遗传算法的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化设计

为了获得良好的啮合性能,无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数的选择是一个复杂而困难的问题.针对这一问题,建立了此蜗杆传动的一界、二界限曲线以及润滑角度和诱导法曲率方程;提出了一种在保证蜗杆刚度和强度的条件下,基于润滑角度和诱导法曲率等方程并利用道森(Dosen)公式建立多目标蜗杆优化设计函数的方法.根据优化函数的特点选用遗传算法对方程进行求解,得出了一组合理的优化设计参数,分析表明该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能.该研究结果表明这种方法的有效性与可行性,且解决了无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数尤其是滚子安装参数的优化选择问题,为进一步对该蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数的方法,在推动该新型蜗杆的开发与研究方面具有重要意义.     

基于空间啮合理论的倾斜式双滚子包络环面蜗杆实体建模

在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动和滚锥包络环面蜗杆传动研究基础上,提出倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动,分析了该传动的工作原理,建立了蜗轮、蜗杆的动静坐标系及滚子的活动坐标系,并进行了相关的坐标变换,依据空间啮合原理推导出了齿面接触线及齿面螺旋线所表示的蜗杆齿面方程,最后运用MATLAB软件对蜗杆进行了数值仿真。该蜗杆的建模分析为倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动进一步的研究提供了理论参考。     

准双导程锥蜗杆传动研究

提出和建立了准双导程锥蜗杆传动的概念与方法。蜗轮蜗杆构成的传动仍然建立在空间相错轴螺旋齿轮传动原理基础上。蜗杆的两侧齿面是两个螺旋角不等的阿基米德螺旋面,是一种等导程锥螺杆。蜗轮蜗杆传动啮合状态等效于双导程锥蜗杆传动,它在两个基圆柱公切面内形成近似直线接触。准双导程锥蜗杆传动,蜗杆可以在车床上采用类似于切削锥螺纹的方法完成加工,配对的锥蜗轮利用标准模数齿轮滚刀实施切齿加工,使工程实施更为简便。分析了阿基米德螺旋面替代渐开螺旋面的误差及其影响因素,推导了蜗杆与蜗轮相关几何参数计算公式。在已经建立的传动副设计方法基础上,完成样件加工和初步传动试验。     

我院胡来瑢教授主持研制的“角修正TP型环面蜗杆减速器”通过鉴定

<正> 我院机械系主任、教授胡来熔主持的机械传动研究室研制的,原煤炭工业部科研课题“角修正 TP 型环面蜗杆减速器”,经过近10年的潜心研究、设计、试制、试验,已于1989年8月上旬经中煤总公司组织专家鉴定通过。“角修正 TP 型环面蜗杆减速器是在啮合理沦、工艺方法研究的基础上设计的一种新型蜗杆传动装置,其共轭齿面呈人字形双线接触,蜗轮全齿面参与啮合,蜗杆可按形成原理进行精确磨削,蜗轮可用高精度蜗轮滚刀直接范成,绣导法曲率小,齿面硬度     

普通双螺距蜗杆传动设计

本文是在1961年与天津第一机床厂合作的“加工不等齿距蜗轮滚刀设计与研究”课题报告和我院设计制造Y B3132滚齿机双螺距蜗轮付的基础上,对普通齿高双螺距蜗杆传动的理论分析。全文分三部分： (一)讨论蜗杆单位模数差Δm/n与蜗轮根切、齿顶变尖和蜗杆最小齿底槽宽之间的关系与计算公式。得出了这些限制因素所允许的最大的Δm/n值。设计双螺距蜗杆时,只要初选的Δm/n值在附图曲线范围之内,就可不必进行烦杂的验算,设计计算比较简捷。 (二)选择齿形角的原则。本文从蜗杆传动的制造工艺出发,认为单头双螺距分度蜗杆应采用等齿形角。作为刀轴传动的多头蜗杆,最好按二侧基节相等原则确定其齿形角。 ． (三)蜗轮转向、蜗杆齿厚变厚端位置与单位模数差Δm/n三者之间的制约关系。本文将国外近年来讨论的齿轮渐远啮合部分的摩擦系数比渐近啮合部分要小的理论与实验结果运用到双螺距蜗杆设计。认为蜗杆齿厚变厚端位置(即蜗杆tmax侧的位置)不能象某些资料所说的那样可以任意确定。必须使蜗杆的tmax侧是传递运动的齿侧面,以达到渐远啮合的要求,改善蜗轮的磨损。为了使蜗杆能按全渐远啮合工作,蜗杆二侧面的Δm值不应是对称分配,而是取文中还分析了国内外部分滚齿机双螺距蜗杆传功的设计,认为多数设计是按渐近啮合工作的,蜗轮磨损较大,是不恰当的。 最后,文中还附有双螺距蜗杆设计步骤,以便设计者能简便而快速地设计出蜗轮磨损较轻的双螺距蜗杆。     

变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置设计

将鼓形蜗杆传动装置设计为机器人减速器并应用于机器人的转动关节,有利于机器人减速器的国产化。以变齿厚内齿轮齿面为工具齿面,通过分析鼓形蜗杆副的内啮合运动规律,建立6个标架。通过内齿轮上的辅助标架和工作标架,确定蜗轮转动角度、蜗杆转动角度及工作角度之间的关系。根据啮合原理,建立鼓型蜗杆副的啮合方程、二类界限曲线方程及一类界限曲线方程,再通过MATLAB R2013b绘制图像。依据U10PLUS KV170型电机参数,确定鼓型蜗杆传动装置的设计参数,通过MATLAB绘制蜗杆齿面螺旋线并输出ibl文件,再通过Creo2.0绘制鼓形蜗杆传动装置的3维模型。研究发现：1） 变齿厚内齿轮具有对称的楔形轮齿,在安装过程中可调节内齿轮的相对轴向位置,实现内齿轮与蜗杆在Creo虚拟环境下无干涉装配。2） 鼓形蜗杆副中心距为100 mm,与中心距为220 mm的相同设计参数的环面蜗杆副相比,鼓形蜗杆副的中心距减小,结构更加紧凑。3） 内齿轮设计宽度为110 mm,依据鼓型蜗杆副的接触线在蜗轮甲、乙两齿面的分布范围,确定内齿轮的工作宽度为75 mm。4） 分析一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置关系,一界曲线分布在蜗杆齿根内部,确定无根切发生。5） 结合传统设计方法,设计具有驱动、传动及支撑一体化结构的变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置。在驱动方面,电机安装在蜗杆内部,实现蜗杆与电机一体化;在传动方面,通过调整内齿轮的相对轴向位置,实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿;在支撑方面,采用支撑轴进行定位安装,无需安装箱体,实现装置结构的简化。结果表明：内齿轮轮齿的对称楔形结构有利于蜗杆副的安装与调整,可实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿,提高蜗杆传动副利用率;依据工作宽度设计内齿轮,有利于降低内齿轮制造成本;通过对蜗杆副的接触线、二类界限曲线、一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置的分析,验证啮合传动的合理性;提出应用于机器人转动关节的驱动、传动及支撑一体化结构设计方案,实现变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置的设计。     

安装误差对面齿轮传动接触轨迹与 接触应力的影响规律

基于面齿轮传动啮合原理,建立了含安装误差的面齿轮齿面方程,进而得出了面齿轮齿面主曲率及接触应力的计算方法。在此基础上,分别分析了轴向偏移误差、轴交角误差和轴交错误差对面齿轮传动的接触轨迹与接触应力的影响规律。研究结果表明:各项误差条件下,接触应力均从齿顶到齿根逐渐变小;所分析的误差中,轴交角误差与轴交错误差对面齿轮的接触轨迹与接触应力的影响较大,且当轴交角误差为负或轴交错误差为正时,接触应力仿真值均明显高于无误差时的接触应力正常值,因此在安装面齿轮副时,应该严格控制此二项误差的下上偏差。     

环面蜗杆传动的润滑性能和接触强度

改善润滑性能和提高接触强度是蜗杆传动研究的一个重要目的。本文分析和研究了环面蜗杆传动的相对运动速度、综合滚动速度,润滑油的卷入速度,油膜厚度,齿面上的载荷分布和齿对间的载荷分配,以及制造和安装误差对载荷分配的影响。最后提出了一个环面蜗杆传动承载能力计算的初步公式。     

论环面蜗杆传动对误差的敏感性

环面蜗杆传动对不可避免的各种误差很敏感。但是,只要能控制误差的偏差方向,就可以保持其良好的啮合性能和较大的承载能力。     

滚锥包络蜗杆传动的接触特性分析

滚锥包络环面蜗杆传动是一种新型的高效蜗杆传动。本文通过对该传动的理论推导、数值计算及参数分析、得出了这种新型传动的原始参数对接触特性的影响规律，为滚锥包络蜗杆传动的参数选择、结构设计及实际应用提供了理论依据。     

利用凸凹齿形在圆柱蜗杆副中排除润滑弱点轨迹的研究

本文根据提供的理论公式,以TQ—16计算机作为运算工具,通过大量的数值计算和分析,探索出一条利用凸凹齿形排除圆柱蜗杆副中润滑弱点轨迹的途径。同时还发规,利用凸凹齿形可以降低齿面的接触应力。这一综合效应的应用为进一步提高圆柱蜗杆传动的承载能力提出了新的速径。     

圆柱蜗杆副啮合原理的统一公式

本文给出了适合目前所有车、磨削圆柱蜗杆副啮合理论的统一计算公式。该式以适合软件编程、提高数值计算的速度和精度、增强通用性为出发点,刀具的截形曲线可以是一到四段不同曲率曲线的组合。因而,该式不仅可以对目前已有的圆柱蜗杆副进行啮台计算,还可以对待开发的新齿形车、磨削圆柱蜗杆副进行啮合计算。     

大锥面包络环面蜗杆传动参数选择

大锥面包络环面蜗杆啮合特性和平面二次包络环面蜗杆传动相当,在实际应用中能够很好地解决掉头所带来的效率低及加工精度低的问题,推导了大锥面二次包络环面蜗杆传动的接触线方程、边齿齿顶厚计算式及根切判别函数,讨论了影响该传动啮合性能和几何特性的参数,研究了砂轮半径的影响规律,并得出了以下结论:若要保证蜗杆的几何性能和啮合性能处于良好状态,必须进行参数优化.     

滚锥包络环面蜗杆传动载荷分布与分配研究

在＂滚锥包络环面蜗杆传动的理论研究与参数优化［１］＂和０＂Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｃｏｎｅｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇｈｏｕｒｇｌａｓｓｗｏｒｎｇｅａｒｉｎｇ［２］＂文献的基研、提出了一种求解滚锥包络环面蜗杆传动接触线上载荷分布与齿间载荷分配的方法。编制了计算滚锥包络环面蜗杆传动接触线上载荷分布与齿间载荷分配的计算机程序，对该传动的载荷分布与分配进行了计算研究，并给出了对本文方法正确性的实验验证结果。     

平面二次包络环面蜗杆数控加工误差分析研究

以多体系统建模理论和空间啮合原理为基础,研究数控机床各轴运动误差、刀具误差、工装误差等多项原始误差对平面二次包络环面蜗杆数控加工廓面精度的影响,推导出包含以上各误差的平面二次包络环面蜗杆误差廓面方程,利用牛顿迭代法计算并对误差计算结果进行对比分析,从理论上阐述各误差对加工蜗杆廓面精度的影响规律,为平面二次包络环面蜗杆高精度数控加工提供参考。