平面齒內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的理論及實驗研究.pdf

1、內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動是齒輪包絡蝸桿傳動的又一形式，由一內齒輪與其包絡生成的鼓形蝸桿共軛嚙合形成。該傳動具備環(huán)面蝸桿傳動的多齒接觸、承載能力高、潤滑效果好及使用壽命長等優(yōu)點，同時，特殊的內嚙合形式還使其結構更緊湊、重量更輕和體積更小，是一種體積小重量輕的重載傳動形式，在航空航天、船舶航海等對重量及體積有限制的重載領域有廣泛的應用前景。作為一種新型蝸桿傳動形式，本文基于平面齒內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的嚙合幾何學，系統(tǒng)地研究其嚙合性能與齒形特

2、性、參數優(yōu)化方法、齒面加工工藝與檢測技術，試制樣機并進行傳動性能試驗。論文的主要工作可概括如下：
　　在總結國內外各種蝸桿傳動形式發(fā)展的基礎上，由蝸桿傳動及齒輪包絡蝸桿的本質入手，基于蝸桿傳動之間內在矛盾和差異，從首創(chuàng)體外形、輪齒位置及首創(chuàng)面齒廓三個方面對蝸桿傳動進行系統(tǒng)地分類，給出蝸桿傳動系統(tǒng)分類表。
　　應用微分幾何和嚙合原理，并結合活動標架法，推導平面齒內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的一次包絡過程和二次包絡過程，得出相應的嚙合

3、函數、界限函數、齒面方程、根切線和嚙合界限方程、誘導法曲率及潤滑角方程等。
　　針對平面齒內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的四種型式，以其嚙合幾何學為基礎，分析母平面傾角、主基圓半徑及模數等設計參數對傳動副的宏微觀嚙合性能的影響規(guī)律。分析結果表明平面齒內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的嚙合性能優(yōu)越，其中平面齒內齒輪二次包絡鼓形蝸桿一般型傳動的嚙合性能最優(yōu)，平面齒內齒輪一次包絡鼓形蝸桿傳動的嚙合性能次之，平面齒內齒輪二次包絡鼓形蝸桿典型傳動和平面齒內齒

4、輪二次包絡鼓形蝸桿角修正型傳動的嚙合性能相對較差。
　　針對平面齒內齒輪一次包絡鼓形蝸桿傳動，在其嚙合幾何學和嚙合性能分析的基礎上，以母平面傾角、主基圓半徑和模數為優(yōu)化變量，以其宏微觀嚙合性能為優(yōu)化目標函數，應用遺傳算法進行參數優(yōu)化設計，使傳動副嚙合性能達到最優(yōu)。
　　針對平面包絡鼓形蝸桿齒面，在嚙合幾何學的基礎上分析各參數對其齒面根切和齒頂變尖的影響規(guī)律。在分析其成形原理基礎上，闡述并論證虛擬回轉中心加工原理，并通過樣件磨

5、削加工試制驗證該方法的可行性。提出齒面車削加工工藝，研究其關鍵技術并進行加工試驗。探討齒面加工誤差的檢測原理和方法。
　　分析漸開線內齒輪包絡鼓形蝸桿傳動的嚙合幾何學，基于漸開線內齒輪二次包絡鼓形蝸桿典型傳動中的母平面重現原理，提出以鼓形蝸桿為刀具加工漸開線內齒輪的新工藝，并研究以鼓形蝸桿為基體的內齒輪滾刀的相關特性。針對平面齒內齒輪，利用成形刀具單齒分度原理進行樣件試制，并在三坐標測量機上對樣件的關鍵參數進行檢測。
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