新型锥蜗杆传动设计方法研究与应用

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1、—————————————————————新型锥蜗杆传动设计方法研究与应用—————————————————————TheResearchandApplicationofDesignMethodforNewTypeConeWormDriving———————————————————————————————————作者姓名：宋攀攀专业名称：机械工程指导教师：张学成教授学位类别：工程硕士答辩日期：2015年5月30日摘要新型锥蜗杆传动设计方法研究与应用从上世纪二十年代，蜗杆传动开始迅速发展。由于蜗杆传动具有诸多优点，比如结

2、构紧凑、传动比大、承载能力强、传动平稳等，因此蜗杆传动被广泛地应用到现代工业的各个行业中。在众多蜗杆传动中，阿基米德圆柱蜗杆应用范围最广，它易于加工装配，轴向位移发生的变化不影响蜗轮蜗杆的齿面共轭。但是，阿基米德圆柱蜗杆瞬时接触线的法线与啮合点合速度方向的夹角太大，不利于液体动力润滑，而且啮合齿数较少、传动效率较低。锥蜗杆传动是空间交错轴传动，锥蜗杆传动的优点有：重合度大、瞬时接触线的法线与啮合点合速度方向的夹角较小，利于齿间润滑、锥蜗杆轴向移动时，可以保证在不破坏齿面共轭的情况下，对尺侧间隙进行调整、传动平稳结构紧凑

3、，结合脱开非常灵活，可以做离合器使用[1]。随着锥蜗杆的发展，各种新型锥蜗杆传动相继出现，本文介绍的锥蜗杆传动方式是准双导程锥蜗杆传动。准双导程锥蜗杆的建立基于新型锥蜗杆双导程直线接触偏置蜗杆，准双导程锥蜗杆有内、外两个啮合齿面，啮合齿面与双导程直线偏置蜗杆的啮合齿面不同，由于准双导程锥蜗杆齿面是阿基米德螺旋面，因此加工装配简单，蜗轮材料可以用钢代替有色金属铜。准双导程锥蜗轮蜗杆传动成为传动效率高、承载能力强、传动比大的新型锥蜗杆[1]。论文首先阐述新型锥蜗杆传动齿面形成原理，并利用CATIA进行实体建模。新型锥蜗杆传

4、动齿面实际上是阿基米德螺旋面，而双导程锥蜗轮蜗杆传动齿面是渐开螺旋面。论文详细陈述两者的相同点与不同点，并且利用CATIA绘图软件进行详细的对比。论文对准双导程锥蜗轮蜗杆传动进行完整的设计，包括准双导程锥蜗轮蜗杆传动参数的设计、锥蜗轮与蜗杆传动副安装尺寸的设计、锥蜗杆蜗轮几何参数的设计。利用计算机语言VB编写相关软件，为新型锥蜗杆传动设计计算提供简便手段。锥蜗轮蜗杆相关参数设计完成后对准双导程锥蜗轮蜗杆代替双导程锥蜗轮蜗杆所产生的误差进行详细分析。论文分析准双导程锥蜗轮蜗杆内外啮合齿面的受力情况。锥蜗轮蜗杆齿面受力分析

5、非常复杂，先不考虑摩擦力的存在，分析锥蜗轮蜗杆在内啮合与外啮合情况下的受力情况，最后再对摩擦力进行单独分析。I论文计算准双导程锥蜗轮容许输出扭矩，根据容许输出扭矩计算锥蜗轮的齿面接触强度和齿根弯曲强度。最后对锥蜗杆轴进行刚度计算，并且对强度与刚度的校核也编写相应的计算软件。关键词：蜗杆传动，准双导程锥蜗杆，参数设计，受力分析，刚度强度校核IIAbstractTheResearchandApplicationofDesignMethodforNewTypeConeWormDrivingWormdrivebegantode

6、veloprapidlyin1920s.Thewormdriviehasmanyadvantages,suchascompactstructure,bigtransmissionratio,strongbearingcapacity,smoothtransmission.Wormdriviehasbeenwidelyappliedtoagriculturalmachinery,militaryindustryandothermodernindustries.TheArchimedescylindricalwormist

7、hemostwidelyapplicationscope,becauseitiseasytoprocessandassemble,andaxialdisplacementchangingdoesnotaffecttheconjugatetoothsurface.ButArchimedescylindricalwormhydrodynamiclubricationisbad,andtransmissionefficiencyislow.Theemergenceofconewormdrivechangestheadvers

8、esituation.Conewormdrivehasmanyadvantagessuchasbigtransmissionratio,andtheangleofinstantaneouscontactlineofthenormalandmeshpointofresultantvelocityissmall.Conewormdri