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直廓环面蜗杆传动参数化设计与仿真的研究

董延  
【摘要】: 环面蜗杆传动是蜗杆传动的新型传动形式,广泛用于冶金、矿山、石化、建筑等行业中的关键成套设备中。在比较发达的美国与俄罗斯,这种传动形式倍受青睐。对其进行参数的优化和啮合传动分析,能够改善其传动性能。另一方面机械制造正在向高柔性、高自动化、高效率方向发展,而CAD/CAM为这样的发展方向提供了有力的保证。CAD缩短了产品的设计周期,使得产品更新换代的速度不断变快,适应了当今制造业发展的要求。 本文在建立直廓环面蜗杆数学模型的基础上,分析其传动接触线,对其参数进行优化。根据所得参数自动生成了蜗轮蜗杆二维工程图,模拟了蜗轮蜗杆三维模型的加工过程,实现了参数化设计。 首先根据空间啮合理论,建立了蜗轮、蜗杆的数学模型;然后根据啮合方程,得到了接触线的方程,提出了接触线的求法,得到了求某一瞬时接触线上任意点坐标的方法。 根据对接触线方程的分析,建立了优化设计的函数及变量。采用优化方法中的复合形法,编制了优化设计程序。根据优化参数,利用描点的方法实现了在软件中绘制接触线。 通过VB与AutoCAD的接口,实现了对AutoCAD的二次开发,并根据优化所得参数,利用VB对AutoCAD的调用绘制了蜗轮、蜗杆的二维工程图,为加工提供了图纸。 最后,在三维环境中,根据优化所得参数,创建了蜗杆毛坯和刀具,利用旋转和布尔运算,模拟了蜗杆的三维加工过程。同时也创建了蜗轮毛坯和刀具,采用同样的方法模拟了蜗轮的三维加工过程。


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