平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的理論及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)是齒輪包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)的又一形式，由一內(nèi)齒輪與其包絡(luò)生成的鼓形蝸桿共軛嚙合形成。該傳動(dòng)具備環(huán)面蝸桿傳動(dòng)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(diǎn)，同時(shí)，特殊的內(nèi)嚙合形式還使其結(jié)構(gòu)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(dòng)形式，在航空航天、船舶航海等對(duì)重量及體積有限制的重載領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。作為一種新型蝸桿傳動(dòng)形式，本文基于平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的嚙合幾何學(xué)，系統(tǒng)地研究其嚙合性能與齒形特

2、性、參數(shù)優(yōu)化方法、齒面加工工藝與檢測技術(shù)，試制樣機(jī)并進(jìn)行傳動(dòng)性能試驗(yàn)。論文的主要工作可概括如下：
　　在總結(jié)國內(nèi)外各種蝸桿傳動(dòng)形式發(fā)展的基礎(chǔ)上，由蝸桿傳動(dòng)及齒輪包絡(luò)蝸桿的本質(zhì)入手，基于蝸桿傳動(dòng)之間內(nèi)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(gè)方面對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)地分類，給出蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)分類表。
　　應(yīng)用微分幾何和嚙合原理，并結(jié)合活動(dòng)標(biāo)架法，推導(dǎo)平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的一次包絡(luò)過程和二次包絡(luò)過程，得出相應(yīng)的嚙合

3、函數(shù)、界限函數(shù)、齒面方程、根切線和嚙合界限方程、誘導(dǎo)法曲率及潤滑角方程等。
　　針對(duì)平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的四種型式，以其嚙合幾何學(xué)為基礎(chǔ)，分析母平面傾角、主基圓半徑及模數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)副的宏微觀嚙合性能的影響規(guī)律。分析結(jié)果表明平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的嚙合性能優(yōu)越，其中平面齒內(nèi)齒輪二次包絡(luò)鼓形蝸桿一般型傳動(dòng)的嚙合性能最優(yōu)，平面齒內(nèi)齒輪一次包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的嚙合性能次之，平面齒內(nèi)齒輪二次包絡(luò)鼓形蝸桿典型傳動(dòng)和平面齒內(nèi)齒

4、輪二次包絡(luò)鼓形蝸桿角修正型傳動(dòng)的嚙合性能相對(duì)較差。
　　針對(duì)平面齒內(nèi)齒輪一次包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)，在其嚙合幾何學(xué)和嚙合性能分析的基礎(chǔ)上，以母平面傾角、主基圓半徑和模數(shù)為優(yōu)化變量，以其宏微觀嚙合性能為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使傳動(dòng)副嚙合性能達(dá)到最優(yōu)。
　　針對(duì)平面包絡(luò)鼓形蝸桿齒面，在嚙合幾何學(xué)的基礎(chǔ)上分析各參數(shù)對(duì)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(chǔ)上，闡述并論證虛擬回轉(zhuǎn)中心加工原理，并通過樣件磨

5、削加工試制驗(yàn)證該方法的可行性。提出齒面車削加工工藝，研究其關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行加工試驗(yàn)。探討齒面加工誤差的檢測原理和方法。
　　分析漸開線內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)的嚙合幾何學(xué)，基于漸開線內(nèi)齒輪二次包絡(luò)鼓形蝸桿典型傳動(dòng)中的母平面重現(xiàn)原理，提出以鼓形蝸桿為刀具加工漸開線內(nèi)齒輪的新工藝，并研究以鼓形蝸桿為基體的內(nèi)齒輪滾刀的相關(guān)特性。針對(duì)平面齒內(nèi)齒輪，利用成形刀具單齒分度原理進(jìn)行樣件試制，并在三坐標(biāo)測量機(jī)上對(duì)樣件的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行檢測。
　　設(shè)