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通用环面蜗杆副的优化设计

曹磊  
【摘要】:为了找出不同工况下最合适的环面蜗杆副类型,根据平面、锥面和圆环面这几类环面蜗杆副的砂轮产形面形状的共通性,以一个参数方程来表达砂轮产形面轮廓形状,建立了二次包络环面蜗杆副的通用化数学模型。提出了一种用于评价环面蜗杆副接触性能的指标,并在此基础上对该通用数学模型进行了多目标优化,获得了接触性能和润滑性能最优的砂轮产形面形状。具体研究内容如下: 以微分几何和齿轮啮合理论为基础,提出以二元二次参数方程来表达砂轮产形面形状,它包括了平面、锥面和圆环面这几类常用的砂轮产形面形状,从而建立起二次包络环面蜗杆副的通用化数学模型。 提出了以接触线分布作为评价环面蜗杆副双线接触性能的指标,具体包括啮入端的一次和二次接触线到蜗轮齿面边界的距离,啮出端切点到蜗杆齿顶圆边界的距离以及蜗轮齿面上的接触线尽可能均匀分布。 综合考虑接触性能和润滑性能,建立了二次包络环面蜗杆副的通用多目标优化模型,并以一实例进行了优化设计,通过优化前后结果对比,验证了优化模型的有效性。


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