收藏本站
《重庆大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

平面二次包络环面蜗杆传动强度分析及试验

张彦钦  
【摘要】:平面二次包络环面蜗杆传动具有承载能力高、磨损小、传动平稳,寿命长等优点,在国防和民用工业领域得到了广泛应用,但至今尚未见有关的强度试验和计算方法公布于众。长期以来,该传动的设计主要参考他国标准进行,或参照标准GB16444完成,但都偏于保守、粗略,限制了这种传动的开发,因此,如何在前人研究的基础上,研究制定更加有效的强度计算方法是急待研究解决的课题。 论文基于空间啮合原理、弹性力学和有限元方法开展理论分析,结合轮齿应力状态仿真试验和蜗杆副承载能力试验研究,从而制定适于平面二次包络环面蜗杆传动的强度分析方法。论文的主要工作可概括如下: 在空间啮合原理的基础上,推导了蜗杆副的啮合方程、界限函数和微观啮合参数方程;研究了诱导法曲率半径、润滑角和相对卷吸速度在齿面上的分布规律,分析了可优化参数对齿面接触状态和微观啮合参数分布规律的影响。 结合工程实际,深入分析蜗杆、蜗轮的形状特征,考虑齿侧间隙的影响,建立了齿面边界的数学模型;以蜗轮齿面二次区为例,深入讨论信息点呈不等距分布的空间曲面构造方法;在Unigraphics-Grip平台上编制平面包络环面蜗杆传动实体建模程序,并通过实例验证实体模型的精度,为蜗杆副的仿真分析奠定了基础。 建立了蜗杆副接触有限元分析模型,研究载荷、齿形参数对齿面应力分布状态和齿间载荷分配系数的影响;研究了各级载荷下,不同包容齿数时的最大齿间载荷分配系数;分析了齿根弯曲应力沿蜗轮齿宽的分布规律,研究载荷、齿形参数等对齿根弯曲应力分布规律的影响。 通过线性回归分析推导了以蜗杆直径系数为变量的诱导法曲率半径系数的计算公式,建立了接触线瞬时平均长度和最小长度的计算公式,在有限元分析的基础上回归出齿间载荷分配系数计算公式;基于Hertz理论,推导了平面二次包络环面蜗杆传动的平均接触应力计算公式和受载最大齿对的接触应力计算公式;基于悬臂梁理论,建立了适于该传动的弯曲应力计算公式;通过考虑齿间载荷分配系数,改进普通圆柱蜗杆、尼曼蜗杆传动的计算公式用于平面二包,亦能得出较理想的结果。通过对几组经过生产实际检验的蜗杆副进行强度计算,从而证明上述计算方法的准确性和可靠性。 根据钢/铜材料副的弹性模量比,配置了光弹性模型材料并测试其冻结弹性模量,选择适合蜗杆副模型的材料;为了保证模型的刚性并且能够准确实现模型副多齿啮合,分析光弹性应力分析模型的制作方法,合理配制蜗杆副光弹性模型;将光弹性模型装配在减速箱中,置于烘箱内完成加载及应力冻结过程,观察蜗轮光弹性模型切片的应力等差图,分析应力分布状态。对比有限元分析结果和光弹性实验结果,从而起到相互印证的作用。 为了深入了解该传动的承载能力和传动特性,在电封闭试验台上对一台平面二次包络环面蜗杆减速器样机的性能进行实验研究。通过观测记录跑合阶段、各级载荷阶段的扭矩、传动效率、温升等,判断该减速机的性能;测试了该样机在不同转速下的极限承载能力,通过实验判定蜗杆副的最大承载能力。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH132.44;TH114

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾鹏;许洪斌;;齿轮齿面接触分析TCA技术及发展动态[J];长春大学学报;2006年04期
2 重庆大学机械系蜗杆传动科研组;平面二次包络弧面蜗杆传动的研究与应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1978年04期
3 张光辉,王朝晋;活动标架的应用及对Baxter诱导法曲率公式的改进[J];重庆大学学报(自然科学版);1983年02期
4 李立新;曹谊勃;;基于双三次B样条曲面的ZA蜗轮实体建模方法[J];工程设计学报;2009年04期
5 武剑洁,王启付,黄运保,周济;逆向工程中曲面重建的研究进展[J];工程图学学报;2004年02期
6 薛春玉,郭懋林,严勇,吴忠明;某直升机螺旋伞齿轮三维光弹性应力分析[J];哈尔滨工业大学学报;1995年05期
7 李杰;王乐勤;孙青军;;渐开线轮齿的弯曲应力参数化分析[J];航空动力学报;2009年02期
8 连香姣;平面二次包络环面蜗杆副材料的接触疲劳强度试验研究[J];机械工业标准化;1994年09期
9 梁邦龙;徐辅仁;徐增豪;吴小莲;卜文杰;;基于数值分析方法的TI蜗杆三维造型[J];机械设计与制造;2006年06期
10 H·Winter;孟惠荣;;齿轮传动的承载能力,运动学和动力学问题[J];齿轮;1979年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐戊矫;制造误差与承载变形耦合条件下平面二次包络环面蜗杆的啮合分析与啮合控制研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张彦钦;平面包络环面蜗杆传动设计计算及其软件开发[D];重庆大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴东云;孙锦镖;成全喜;;弓形应变计在结构应力测试中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
2 王昆;;求主应力和的一个新方法—钻孔法[J];安徽工学院学报;1987年01期
3 王立萍,刘培锷,王德春,党晓莉;对安全环设计截面应力强度计算公式修正的实验研究[J];鞍山钢铁学院学报;1998年01期
4 赵紫玉,高满旭;转炉托圈机械应力的实验研究与有限元分析[J];鞍山钢铁学院学报;1998年06期
5 吴忠;逄晓红;;双压力角非对称齿廓齿轮接触应力的计算研究[J];包钢科技;2010年05期
6 刘晓勇;张翼;苏铁熊;;柴油机齿轮修形机理及方法研究[J];车辆与动力技术;2010年04期
7 张从和;球头拉杆预紧力测量传感器技术的研究[J];兵工自动化;2000年02期
8 徐进;;循环定位链传动的负变位及重合度设计计算[J];兵工学报;2006年01期
9 武志斐;王铁;张瑞亮;;18Cr2Ni4WA齿轮接触疲劳特性试验研究[J];兵工学报;2010年05期
10 刘清泉;张亦良;张仲文;叶启彬;;脊柱侧凸板棍矫正装置的实验应力分析[J];北京工业大学学报;2006年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周晓伟;陈立功;倪纯珍;;串行通信式应变测量系统的研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
2 林晶;余跃庆;邱银福;;弹性连杆机构动力平衡的实验研究[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
3 孔春林;张德轩;陈宇;贺国燕;;电除尘器灰斗的有限元分析[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
4 邓晓东;;高温环境应变测量特点和相关实验[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
5 沈观林;;复合材料的力学性能测试和复合材料结构的应变电测技术研究及其应用[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
6 徐有刚;冯加权;杜强;周帮友;;桥梁荷载试验快速检测[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年
7 杨海马;刘瑾;;对数模型在减小电桥桥源误差中的应用[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
8 邓效忠;方宗德;魏冰阳;;高重合度弧齿锥齿轮的接触应力与弯曲应力分析[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
9 杨年甫;张质文;;又车门架立柱翼缘局部弯曲应力的三维光弹性实验研究[A];中国机械工程学会物料搬运学会第二届年会论文集(二)--运输机械工业车辆[C];1984年
10 杜天苍;刘华;曹建刚;李涛;岳爱臣;;轧机力能参数监测系统[A];第八届全国塑性加工理论与新技术学术会议论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
2 张磊;变速器齿轮承载能力分析方法的研究及应用[D];吉林大学;2011年
3 章易程;齿轮乏油传动的摩擦学研究[D];中南大学;2011年
4 周纪军;爆炸动载对近区锚杆支护结构影响的试验研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
5 赵祥模;汽车ABS防抱制动特性及其不解体检测技术研究[D];长安大学;2006年
6 吕和生;船用湿式多片摩擦离合器耦合分析及试验研究[D];重庆大学;2010年
7 邱昕洋;钢制变齿厚平面蜗轮包络环面蜗杆传动的关键技术研究[D];重庆大学;2010年
8 陈文;增量体积成形数值模拟技术及其在多道次拔长工艺设计中的应用[D];上海交通大学;2011年
9 陈世其;超重型刮板输送机行星传动装置设计理论研究[D];中国矿业大学;2011年
10 韩佳颖;螺旋锥齿轮计算机辅助制造理论与算法研究[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王闯;平面二包环面蜗杆副多参数修正接触型式分析[D];河南理工大学;2010年
2 昝辉;修正型平面二包环面蜗杆副接触型式和齿面结构研究[D];河南理工大学;2010年
3 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
5 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
7 丁豹;斜齿轮系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘静娜;逆向设计中基于散乱点的模型重构与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 杨俊卓;平行轴同侧传动封闭试验台的加载器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 赵飞;风力发电齿轮箱非线性耦合动态特性研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李俊源;;基于SolidWorks的蜗轮蜗杆三维参数化设计[J];长春理工大学学报;2006年01期
2 佟维,吴昌华;机车牵引齿轮系统的接触强度分析[J];大连铁道学院学报;1998年04期
3 张静如,陈文吉;平面二次包络环面蜗轮付轮齿三维有限元应力及变形的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1984年04期
4 张光辉,王进戈,杨念增;滚锥包络环面蜗轮副的研制与试验[J];重庆大学学报(自然科学版);1992年05期
5 许洪斌,张光辉,钱振明;分阶式双渐开线齿轮弯曲应力的光弹性试验[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年03期
6 李华;雷毅;朱心雄;;有理B样条方法的工程应用[J];工程图学学报;1987年02期
7 蔡磊;罗良清;李志明;;阿基米德蜗杆零件实体建模研究[J];湖北工业大学学报;2006年03期
8 陈增涛,郭茂林,王铎;考虑非奇异项的Ⅰ型裂纹的光弹性应力强度因子的求法[J];哈尔滨工业大学学报;1992年01期
9 方宗德;修形斜齿轮的轮齿接触分析[J];航空动力学报;1997年03期
10 滕佰秋,常春江;航空发动机用新材料——16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢[J];航空发动机;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 龙慧;高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D];重庆大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 祝熙俊;侧隙可调式变齿厚平面蜗轮包络环面蜗杆传动副的有限元分析及性能试验研究[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张彦钦;张光辉;;平面二次包络环面蜗杆副应力及影响因素分析[J];中国机械工程;2011年10期
2 肖学民;介绍一种非标准塑料蜗杆副的设计[J];机械制造;1995年10期
3 谭昕,张仲甫;平面二次包络环面蜗杆副的数字制造[J];中国机械工程;2003年08期
4 康兆宗;;提高蜗杆副接触精度的探讨[J];机械传动;1984年01期
5 查世梁;单螺杆压缩机专用加工机床[J];压缩机技术;1994年03期
6 王振宇;;一种新型的蜗杆副消隙装置[J];机械工人(冷加工);2006年07期
7 瑜珊;;流体控制阀用小模数精密蜗杆副研制获突破[J];机械制造;2008年03期
8 邓朝阳;;浅谈电梯曳引机蜗杆副的啮合[J];电梯工业;2006年06期
9 刘昭;变齿厚蜗轮蜗杆副的加工[J];机械工人.冷加工;1998年05期
10 文庆明,文容天;“双平面二包环面蜗杆副柔性传动装置”的研制[J];湖南冶金职业技术学院学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 谭昕;徐盛林;周红;;数字时代的平面二次包络环面蜗杆副[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
2 周良墉;;平面包络环面蜗杆的可视化设计软件[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
3 许文全;曾辉藩;;螺旋锥齿轮数字化制造的关键技术及研究现状[A];全国先进制造技术高层论坛暨第九届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2010年
4 赵亚平;张昭;;论双圆环面包络环面蜗杆的曲率干涉特性[A];2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集(下)[C];2009年
5 赵亚平;张昭;;论双圆环面包络环面蜗杆的曲率干涉特性[A];科技支撑 科学发展——2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛文集[C];2009年
6 王文胜;吴晓铃;陈立锋;潘军远;杨延涛;王晶晶;;直廓环面蜗杆修型曲线的测量方法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
7 周良墉;;环面蜗杆研究中的误区[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
8 王小庆;武宝喜;万东明;;安钢2800mm中板轧机压下反弹原因分析及处理办法[A];1999年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集(河南分册)[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 瑜珊;流体控制阀用小模数精密蜗杆副研制获突破[N];中国工业报;2008年
2 小蓉;我国尼曼蜗杆制造取得突破[N];中国矿业报;2002年
3 本报记者 彭航海;自主创新助推中冶湘重逆势而上[N];湘潭日报;2009年
4 本报记者 张启华 实习生 高万宇;不破不立[N];重庆日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张彦钦;平面二次包络环面蜗杆传动强度分析及试验[D];重庆大学;2010年
2 谭昕;平面二次包络环面蜗杆副数字化造型理论及仿真研究[D];武汉理工大学;2003年
3 黄安贻;平面二次包络环面蜗杆副数控加工与可制造性研究[D];武汉理工大学;2002年
4 张瑞亮;双圆弧弧齿锥齿轮传动啮合特性的研究[D];太原理工大学;2010年
5 陈霞;直齿锥齿轮修形方法研究[D];华中科技大学;2006年
6 李敬财;螺旋锥齿轮数字化制造基础应用技术研究[D];天津大学;2008年
7 张满栋;电镀CBN硬珩轮珩齿机理及动态仿真分析[D];太原理工大学;2010年
8 王志永;摆线齿锥齿轮数控加工装备及其数字化制造关键技术的研究[D];中南大学;2010年
9 李婷;渐开线环形齿球齿轮传动理论研究[D];国防科学技术大学;2009年
10 冯治恒;螺旋锥齿轮多体多自由度非线性动力学研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李文兵;定日镜传动系统精度分析与实验研究[D];重庆大学;2012年
2 郑立平;渐开线蜗杆机构的参数化设计及动态接触特性研究[D];合肥工业大学;2012年
3 冯景莉;基于有限元法的TI蜗杆副传动强度及热分析[D];天津大学;2007年
4 李红梅;双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析[D];太原理工大学;2011年
5 张彦钦;平面包络环面蜗杆传动设计计算及其软件开发[D];重庆大学;2006年
6 马海英;基于CAD技术的锥面二次包络环面蜗杆传动设计方法研究[D];郑州大学;2007年
7 吴鑫辉;弧齿锥齿轮实体建模与齿面接触分析[D];大连交通大学;2012年
8 陆源;二次包络环面蜗杆传动直接数字化建模研究[D];重庆大学;2007年
9 朱肖虎;双锥面二次包络环面蜗杆副优化设计及制造[D];浙江大学;2011年
10 王犇;弧齿锥齿轮参数化设计及啮合传动规律研究[D];武汉理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026