新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（Ⅱ）

首次建立了双自由度运动状态下,用环面砂轮包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型,用环面刀具包络成形的蜗杆副,蜗杆的轴向齿廓为凹齿廓,蜗杆与蜗轮为瞬时双线接触,并兼备了二次包络成形和凹面齿圆柱蜗杆的特征。这种新型蜗杆传动具有良好的应用前景。     

倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动几何特性分析

为消除环面蜗杆传动齿侧间隙,提出倾斜式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倾斜一定角度. 阐述了倾斜式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静态坐标系及活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程,并导出了该传动的蜗杆轴向截面齿廓方程、法向截面齿廓方程、一界函数、螺旋升角等几何特性相关的方程及计算公式,分析了滚柱半径R、滚柱偏距c₂、倾斜角γ等啮合参数对蜗杆几何特性的影响. 结果表明:该新型传动蜗杆喉部齿廓非常接近直线,蜗杆不会发生根切和齿顶变尖现象. 要使该传动保持良好的几何特性,R不宜超过12 mm,c₂在5~9 mm之间,γ在18°~25°之间.      

实用型平面双包络环面蜗杆传动的参数化建模

在环面蜗杆螺旋线参数方程的建模基础上,论证并分析构建了平面包络环面蜗杆产形齿的特征模型,按此模型在MDT6.0环境中实现了平面包络环面蜗杆的三维建模.进而又分析讨论了平面二次包络环面蜗轮的特征模型与实体构建,实现了"平面二次包络环面蜗杆传动的参数化建模".该方法简洁实用,三维实体具有真实的运动型面,能为数控加工提供精确的坐标参数,也能为平面二次包络环面蜗杆传动的性能优化奠定良好的基础.     

直廓环面蜗杆传动的高次方修形原理

系统地建立了高次方修形直廓环面蜗杆传动的数学模型,用微分几何和啮合理论等理论推导了蜗杆副的曲率参数,啮合函数以及曲率干涉界线函数.证明了直廓环面蜗杆的齿面为不可展的直纹面,这与其蜗杆的齿面形成原理相吻合.利用最小二乘法拟合无量纲化的修形数据得到普适型高次方修形曲线,基于此曲线推导出工艺传动比的计算公式,得到高次方修形蜗杆传动.根据不同次修形曲线修形的数值算例分析表明,高次方修形可消除原始型直廓环面蜗杆齿面的常接触线,有效的增大了蜗杆副齿面的共轭区面积,修形后蜗杆全长可被利用,承载能力强.但高次方修形后的蜗杆副齿面存在曲率干涉界线,有可能导致蜗杆副发生根切.     

加工和安装误差对无侧隙蜗杆传动接触线及齿廓的影响

在具有加工和安装误差的情况下,为了研究各蜗杆参数对无侧隙双滚子包络环面蜗杆的齿廓及蜗杆齿面接触线的影响规律,建立了包含加工误差和安装误差的蜗杆传动啮合函数,建立了蜗杆齿面接触线及蜗杆齿廓方程,利用三维建模技术分析了蜗杆、蜗轮轴交角误差,中心距误差,蜗杆轴向窜动误差,蜗轮滚子齿距角误差,砂轮滚子偏距误差,转角误差等对蜗杆齿廓的影响,同时分析了在误差作用下蜗杆齿面接触线发生的变化,并进行了运动学仿真.研究结果表明:转角误差、砂轮滚子齿距角误差达0.5°时对蜗杆齿廓影响较为明显,即容易产生卡死现象;当蜗杆轴交角误差达0.5°时,整个蜗杆齿廓产生了严重变形,且蜗杆轴断面变为椭圆形,极易发生蜗轮轮齿折断现象;其他误差在1 mm以内时对齿廓及齿接触线的影响较小.     

柱面包络环面蜗杆齿面数控加工的计算机仿真

在建立柱面包络环面蜗杆传动数学模型的基础上，运用三维计算图形技术，编制绘出环面蜗杆齿面正等轴测图的计算机程序，在计算机上实现了蜗杆齿面的计算机仿真，并对柱面包络环面蜗杆齿面及修形后的蜗杆齿面进行计算机仿真，为数控机床加工蜗杆提供了理论参考。     

环面蜗杆类零件实体建模研究

针对机械创新设计中具有共轭曲面零件的三维虚拟造型问题，提出了一种基于齿形特征，用于环面蜗杆类零件实体建模的方法．运用共轭曲面的啮合原理进行分析，根据环面蜗杆类零件齿面均由蜗轮轮齿包络形成的特点，由蜗轮齿形特征确定并生成蜗轮轮齿实体(模型)．考虑运动规律，对每个啮合位置的蜗杆实体与蜗轮轮齿实体进行布尔减运算，进而实现环面蜗杆零件的实体建模．在AutoCAD环境下，应用Visual USP语言开发程序，分别以滚柱、滚锥、纵向圆柱包络蜗杆为例进行了实例计算及制图，所生成的实体模型能够真实反映出给定的参数，可用于齿廓形状及尺寸的分析．     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（I）

首次建立了双自由度运动状态下，用直线型切刀包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型．直线型切刀包络的圆柱蜗杆副中，蜗杆的轴向齿廓为凸齿廓，蜗杆与蜗轮是全台面接触，蜗轮齿面接触线较长，以这种接触传动为主传动应用在电梯曳引机上很理想．     

直廓环面蜗杆螺旋齿面的数形解析

对直廓环面蜗杆螺旋齿面的生成原理进行了分析，建立数学表达式，为实现计算机输出创造条件。     

环面蜗杆变参数修形方程及其分析

直齿廓环面蜗杆或者二次包络环面杆蜗,均需进行修形加工。变参数修形是同抛物线修形非常近似的比较理想的一种修形方法,它不需利用专门的修形加工机床或其他工艺装备,便于推广应用。本文在阐明变参数修形原理的基础上,推导了变参数修形方程,并同抛物线修形进行分析比较。结果表明,变参数修形可以足够精确地代替抛物线修形,片面追求提高修形精度而给工艺上增加困难的其他修形方法,看来是缺少实际意义的。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床设计及运动学仿真

在研究平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工原理的基础上,提出采用磨头部件内藏式和砂轮支撑座倾斜式的设计方式,将砂轮产形面与回转工作台中心轴的距离控制在300 mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。建立环面蜗杆加工原理的数学模型,推导出环面蜗杆齿面方程和砂轮产形面方程,并运用Matlab软件模拟仿真齿面方程和瞬时接触线方程,验证了新磨床结构的可行性。     

砂轮半径对锥面二次包络圆柱蜗杆啮合性能的影响

介绍了一种新型蜗杆传动—锥面二次包络圆柱蜗杆,根据一二包络过程的运动关系推导了啮合方程和蜗杆与蜗轮的齿面方程,通过大量编程计算得到了啮合性能指标与原始参数之间的关系,并以图表直观地表示出在砂轮的不同半径下的啮合特性,为这类蜗杆传动中蜗轮滚刀的设计制造提供了理论参考。     

展成法磨削齿轮渐开螺旋面的理论验证

根据展成法磨齿工作原理和齿轮啮合原理,利用齿形法线法,从齿形方程和渐开螺旋面两个方面对锥面砂轮磨齿机正确磨削斜齿圆柱齿轮渐开螺旋面进行了理论验证,该验证方法及推导过程有助于理解采用齿条形刀具磨削齿轮的原理,同时为该加工方法提供了相应的理论基础.     

滚刀设计制造专家系统的开发与应用

应用空间啮合的基本原理,建立了滚刀刃形和铲磨砂轮廓形的计算通式; 利用CAD/CAM技术和专家系统技术,开发出了实用的滚刀设计制造专家系统. 文中还对滚刀设计制造专家系统的特点与应用方法进行了介绍.     

高阶椭圆锥齿轮的传动模型与干涉检查的运动仿真

高阶椭圆锥齿轮是一种典型的非圆锥齿轮传动形式。以空间传动的啮合原理为基础,建立了该锥齿轮传动的空间球面啮合坐标系。分析了节曲线、齿廓及啮合线之间的变化关系;运用空间坐标变换的矩阵法创建了该齿轮的齿面方程。对该非圆锥齿轮的传动比、模数及齿数等基本参数进行了设计,详细分析了偏心率对相关参数的影响变化关系及其规律。应用离散数值法及三维软件,建立了该非圆锥齿轮齿廓的数学模型及虚拟实体模型,并进行了运动仿真及干涉检查。获得了该非圆锥齿轮齿形的设计计算及生成方法,通过实验验证了该方法的正确性。     

偶数齿烧结机星轮的齿形优化与特性分析

以改善烧结机运行稳定性为目的,结合台车的运动特性和工况要求,通过选取合适的运动参数,优化了偶数齿烧结机星轮的复合齿齿形,得到了齿廓曲线统一方程.根据星轮实际尺寸,分析了复合齿廓曲线的速度、加速度、位移曲线特性,讨论了新齿形的几何特性,结果表明优化后的齿廓曲线设计合理,改善了星轮与台车的啮合条件,避免了局部接触冲击,使系统运行平稳,为新型偶数齿烧结机的工业应用提供了理论基础.     

基于高精度修磨轮包络精化圆柱蜗杆的理论研究

提出一种用修磨轮双自由度精化圆柱蜗杆的新方法,运用空间啮合原理对该方法进行了理论分析,推导出若干啮合分析方程工,从理论上验证并得出了用渐开线齿轮形修磨轮可精化出渐开线圆柱 的结论,通过对修磨齿形的特殊设计与制造还可精化其它齿形的圆柱螺杆 ,且效率高,成本低。     

球面二次包络弧面蜗杆传动的理论研究

在避免蜗杆“根切”和“变尖”的条件下,减小蜗杆的喉径,提高蜗轮付的啮合效率及蜗轮轮齿强度,改善其结构的不合理性,已成为当前对“多头小速比”包络弧面蜗杆传动啮合原理研究的重要课题。本文对一种新型包络弧面蜗杆传动——“球面二次包络弧面蜗杆传动”进行了系统的理论研究,所得的结论表明,采用该传动对解决上述问题可以获得十分令人满意的结果。