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双锥面二次包络环面蜗杆副优化设计及制造

朱肖虎  
【摘要】:双锥面二次包络环面蜗杆副作为一种新型传动方式,相较于普通圆柱蜗杆副,由于啮合齿数多、接触质量高、润滑条件好等特性,从而具有传动效率高、承载能力强、使用寿命长等优点。开展双锥面二次包络环面蜗杆副的研究,对促进产业升级和节能减排具有积极的经济和社会效益。本文侧重于双锥面二次包络环面蜗杆副的参数优化设计及其加工制造方法的研究,主要研究内容如下: 以空间几何原理和齿面啮合理论为基础,根据双锥面二次包络环面蜗杆副理论,建立了蜗杆副齿面模型,对蜗杆齿宽、干涉界线和油膜厚度进行了分析和计算。 以油膜厚度最大和接触线分布最优为目标,考虑避免蜗杆齿顶变尖和根切的约束条件,选择蜗杆喉部分度圆直径系数、主基圆直径系数和成型面倾角为优化参数,建立了满足实际加工要求的双锥面二次包络环面蜗杆副多目标优化模型,并通过实例对该模型进行了理论验证。 以双锥面二次包络环面蜗杆副啮合理论为基础,结合现代机床研发技术,设计制造了蜗杆副加工设备,包括专用车床和磨床,以研制的专用加工机床为基础,对双锥面二次包络环面蜗杆副进行了加工工艺和流程的设计,并进行了实际试样加工。 搭建了蜗杆减速器实验平台,对优化前后的双锥面二次包络环面蜗杆减速器在传动效率、噪声、油池温升等方面进行对比试验,验证了多目标优化设计的效果。


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