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平面包络环面蜗杆传动设计计算及其软件开发

张彦钦  
【摘要】: 运用空间啮合理论对平面包络环面蜗杆传动进行啮合分析,给出蜗杆副两侧齿面方程,一次包络过程和二次包络过程的界限曲线方程、相对滑动速度和沿接触线法线方向诱导法曲率的计算公式等,为传动副的设计计算及其软件编制奠定理论基础。 为了更充分地发挥平面包络环面蜗杆传动的优越性能,确定参数计算、宏观啮合质量分析、微观啮合质量参数计算、承载能力校核的设计计算流程。分析材料的化学成分及处理工艺对性能的影响,归纳整理平面包络环面蜗杆副常用材料牌号。 鉴于承载能力校核是平面包络环面蜗杆传动设计计算过程中的薄弱环节,对平面二次包络环面蜗杆传动与直廓环面蜗杆传动、尼曼蜗杆传动的承载能力进行对比分析,研究借用直廓环面蜗杆传动的额定功率表扩展平面二次包络环面蜗杆传动的额定功率表;研究顾及蜗轮副啮合重合度的情况下,利用尼曼蜗杆传动的轮齿接触强度和弯曲强度校核公式对平面包络环面蜗杆传动进行强度校核的方法。 为了更准确地描述齿面接触应力,在Hertz公式的基础上,结合平面包络环面蜗杆传动的啮合特性和齿廓形状,探索平面包络环面蜗杆传动瞬态接触应力的计算方法。 为了更好地满足生产实际的需求,在Visual Basic 6.0平台上开发了一套平面包络环面蜗杆传动的设计计算软件。其功能包括准确计算平面包络环面蜗杆传动的几何参数,蜗杆根切裕度、蜗杆边齿齿顶宽度,瞬时接触线长度、润滑角、卷吸速度、诱导法曲率;快速绘制蜗轮齿面的接触线、蜗杆根切曲线、蜗轮齿面上的接触斑点;能够进行蜗杆、蜗轮轴的疲劳强度和弯曲刚度校核,蜗轮轮齿的接触强度和弯曲强度校核以及蜗杆副的功率校核等。该设计软件的实用性和可靠性已结合实例通过了测试。


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