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文檔簡介
1、漸開線蝸桿傳動具有承載能力強、運動平穩(wěn)、傳動效率高、壽命長等優(yōu)點,廣泛用于國防與民用工業(yè)領(lǐng)域。漸開線蝸桿機構(gòu)的疲勞磨損與接觸性能的好壞嚴(yán)重影響整機的工作性能。本文從漸開線蝸桿傳動的嚙合原理、接觸動力學(xué)理論及實際工況等方面對該機構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計、材料的摩擦磨損及動態(tài)接觸特性進行了研究。主要工作概括如下:
(1)根據(jù)空間嚙合理論,推導(dǎo)了蝸輪蝸桿的齒面方程及接觸線方程。以蝸輪齒面方程建立數(shù)學(xué)模型,利用Matlab軟件計算了蝸輪齒面上一
2、系列的插值點,在CATIA逆向工程模塊中,通過這些點的云圖擬合得到蝸輪齒面,建立了漸開線蝸輪的精確幾何模型。將該模型與蝸桿進行裝配,不會發(fā)生干涉,適用于蝸桿機構(gòu)的動力學(xué)仿真及有限元分析。該建模方法為其他復(fù)雜機構(gòu)及曲面的精確建模提供了參考。
(2)以漸開線蝸桿為對象,按照定義參數(shù)變量-創(chuàng)建幾何圖形集-生成實體特征的骨架建模方法,在CATIA平臺上實現(xiàn)了漸開線蝸桿的參數(shù)化二次開發(fā),通過界面輸入蝸桿的基本參數(shù),由程序?qū)?shù)計算、圖形
3、繪制、布爾操作等處理生成蝸桿的參數(shù)化幾何模型。為蝸桿機構(gòu)的運動仿真、數(shù)控加工、有限元分析提供了方便,也為其他零部件的參數(shù)化二次開發(fā)提供了指導(dǎo)。
(3)針對蝸桿傳動的疲勞磨損失效,在相同條件下,對三組蝸桿副材料進行了摩擦磨損實驗,研究這幾組材料之間的摩擦系數(shù)、磨損量及磨損形式。通過實驗對比:ZQSn10-1-42CrMo(氮化)之間的摩擦系數(shù)及磨損量均最?。荒Σ料禂?shù)大小與磨損量之間沒有必然的聯(lián)系,材料之間的摩擦系數(shù)大,其磨損量未
4、必大;通過對磨損表面形貌的觀察,磨損的主要形式為磨料磨損。選擇性能最優(yōu)的一組材料對蝸桿副進行動態(tài)接觸分析。
(4)介紹了一種接觸動力學(xué)的有限元分析方法。在HyperMesh中建立一對精確漸開線蝸桿機構(gòu)的有限元模型,以ANSYS/LS-DYNA為求解器,在最大轉(zhuǎn)速/輸出扭矩下,分析該蝸桿副在蝸輪轉(zhuǎn)動一個齒過程中齒面接觸應(yīng)力、齒面變形及嚙合運動規(guī)律。結(jié)果表明:齒面應(yīng)力隨嚙合齒數(shù)增加逐漸減??;通過Mises準(zhǔn)則校核,蝸桿副在該工況下
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