轴向圆弧齿圆柱蜗杆副啮合理论研究

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轴向圆弧齿圆柱蜗杆传动是一种有发展前途的蜗杆传动形式。本人建立数学模型,并通过刃口曲线求导出齿面方程,并求出蜗杆螺旋面的单位法矢量和曲率参数等几何特性,并在上面建立活动标架。通过以上方法进行了新的探索和研究。论文的主要研究内容包括:(1)通过查阅国内外文献,了解国内外该领域的发展历史和现状,了解该蜗杆传动的优越性。鉴于直纹面圆柱蜗杆的缺点,提出新型圆弧齿圆柱蜗杆传动,即轴向圆弧齿圆柱蜗杆传动,并介绍了其齿面成形原理。(2)建立轴向圆弧齿圆柱蜗杆传动啮合分析的数学模型。计算蜗杆螺旋面的几何特性,例如单位法矢量、法曲率、短程挠率。并建立活动标架。求出两齿面在任意一个啮合点的相对速度,并由此推导出滚刀展成蜗轮时的啮合函数,求出轴向圆弧齿圆柱蜗杆传动的蜗轮齿面方程。利用活动标架,计算出瞬时接触线的法矢量。从而计算出诱导法曲率。并推出啮合界限函数和曲率干涉界限函数。(3)基于数学模型和啮合特性,编制了用于数值仿真的程序。合适的选取蜗杆传动的主要参数、几何尺寸和刀具参数。分别建立共轭区关键点的非线性方程组,利用MATLAB软件,求解出共轭区关键点的非线性方程组,分别在蜗杆和蜗轮的轴截面绘制出共轭区的几何图形和瞬时接触线的分布情况。(4)利用搭建的模拟仿真平台,对不同参数的蜗杆副的进行数值仿真研究,研究啮合特性,分析设计参数,工艺参数和对啮合特性的影响规律。最后提出一些参数选择的原则和策略。
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