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双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合特性研究及设计建模

双滚柱包络环面蜗杆传动的啮合特性研究及设计建模

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作者：蔡志盛安徽理工大学

学位级别：硕士

以双滚柱包络环面蜗杆传动为研究对象,基于齿轮啮合原理及弹流润滑理论对其啮合特性进行分析研究。双滚柱包络环面蜗杆与传统的蜗杆传动不同之处在于,该蜗轮是由周向均布且可绕自身轴线回转滚柱的两个蜗轮体组装而成,蜗杆则是以该蜗轮... 详细信息

以双滚柱包络环面蜗杆传动为研究对象,基于齿轮啮合原理及弹流润滑理论对其啮合特性进行分析研究。双滚柱包络环面蜗杆与传统的蜗杆传动不同之处在于,该蜗轮是由周向均布且可绕自身轴线回转滚柱的两个蜗轮体组装而成,蜗杆则是以该蜗轮轮齿的滚柱面为母面包络而成的环面蜗杆,传动的滚柱齿面与蜗杆的左右齿面一直保持相互啮合。该传动具有摩擦磨损更小、传动更加平稳、传动效率和传动精度更高的特点。论文主要针对该传动的基本几何参数(蜗轮齿数、模数、中心距、滚柱偏距、交错角、滚柱半径等)对其啮合性能及其啮合齿面最小油膜厚度的影响规律进行了分析,进而得到改善该传动的啮合及润滑性能的最佳设计参数范围。主要研究内容如下:首先利用齿轮啮合原理和微分几何理论对该传动进行数学建模,得到该传动的啮合特性方程。再利用MATLAB软件将上述方程结合齿轮啮合原理相应的公式得到蜗轮齿数、模数、中心距、交错角、滚柱偏距、滚柱半径、蜗轮的转角与啮合特性的曲线关系图,分析上述参数对啮合特性的影响,得到该传动有利于啮合性能的参数范围。基于弹流润滑理论,结合上述推导出的啮合特性方程,进一步建立该传动的最小油膜厚度的方程式。通过MATLAB软件得到蜗轮齿数、模数、中心距、交错角、滚柱偏距、滚柱半径、蜗轮的转角与最小油膜厚度的关系曲线图,分析上述参数对最小油膜厚度的变化规律,得到有利于该传动润滑性能的参数范围。推导出蜗杆齿面的螺旋线方程,在MATLAB软件中建立蜗杆齿面螺旋线并得到其点坐标,将齿面螺旋线的点坐标数据导入PRO/E软件建立该蜗杆齿面特征,再使用SOLIDWORKS软件对蜗轮蜗杆进行实体建模并虚拟装配。最后对装配体进行间隙和干涉检查并进行运动仿真,验证该传动蜗轮蜗杆齿面方程的正确性。图[44]表[1]参[80]

关键词：双滚柱包络环面蜗杆啮合特性弹流润滑最小油膜厚度

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