基于混合润滑理论的ZC1型蜗杆副传动效率优化研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于混合润滑理论的ZC1型蜗杆副传动效率优化研究硕士研究生：张春宇指导教师：曲东越副教授企业导师：张晓臣高级工程师工程领域：机械工程论文主审人：王能建教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于混合润滑理论的ZC1型蜗杆副传动效率优化研究硕士研究生：张春宇指导教师：曲东越副教授学位级别：工程硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classi

2、fiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）ResearchonOptimizationofTransmissionEfficiencyofZC1WormGearBasedonHybridLubricationTheoryCandidate:ZhangChunyuSupervisor:AssociateProf.QuDongyueAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineerin

3、gEngineeringField:MechanicalEngineeringDateofSubmission:May.2018DateofOralExamination:June.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡

4、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工

5、程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于混合润滑理论的ZC1型蜗杆副传动效率优化研究摘要蜗轮蜗杆作为传动副之一，因其传动比大、承载能力强，被广泛应用于起重、矿山等行业中，但其最大的不足在于传动效率有待提高。而圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副，即ZC1型蜗杆副，作为一种凹凸齿面啮合的传动副，具有传动效率较高，承载能力大等优点，自上世纪中期被德国Neiman教授发明后，多被国外应用于航空、船舶

6、等国防重要领域及自动化设备、医疗设备等高精密设备中，然而国内因可参考资料较少，对其研究尚不成熟，大部分依靠购买德国成品，增加了设备投入和维护成本。本文为解决上述问题，提高ZC1型蜗杆副传动效率，合理设计其参数，基于啮合理论及热弹流理论对蜗杆副啮合区润滑问题进行了相关分析和理论研究。本文主要进行了以下几方面的研究工作：首先，对ZC1型蜗杆副的理论啮合模型进行研究。一方面，通过建立蜗杆副一次包络和二次包络过程的数学模型，推导蜗杆与蜗轮的啮合方程、蜗杆齿面瞬时接触线方程，分析蜗杆副啮合线从而确定影响传动质量的主要因素；另一方面，推导润滑角

7、及齿面诱导法曲率等的计算公式，并推导一类界限线方程和二类界限线方程，建立齿形优化的理论基础。其次，对接触表面间热弹流问题进行分析，应用多重网格法对润滑非线性方程组实现数值求解，同时，基于线接触热弹流理论完成了蜗杆副的润滑状态分析，实现ZC1型蜗杆副传动效率求解。最后，为实现在保证蜗杆副承载能力的前提下，最大限度提高蜗杆副传动能力，建立蜗杆副传动效率优化模型，选取对传动效率及承载能力影响较大的基本参数，应用粒子群优化算法完成优化设计；通过将优化后的结果与其他结果对比分析，验证所建立优化模型的有效性和可行性。关键词：ZC1型蜗杆副；啮合

8、理论；传动效率；热弹流理论；粒子群算法哈尔滨工程大学硕士学位论文基于混合润滑理论的ZC1型蜗杆副传动效率优化研究AbstractAsoneofthetransmissionpairs,thewormgeariswidelyusedin