漸開線蝸桿接觸應(yīng)力及傳動效率的研究

發(fā)布時間：2020-05-21 14:15

【摘要】：齒輪傳動是機(jī)器運(yùn)動和動力傳遞的一種主要形式，在工業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要而獨(dú)特的地位，一度被視為工業(yè)化的象征。蝸桿傳動是齒輪傳動的重要類型，具有傳動比大、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。尤其在機(jī)床制造業(yè)中，普通圓柱蝸桿傳動是一般低速工作臺和連續(xù)分度機(jī)構(gòu)的重要傳動形式。漸開線蝸桿是普通圓柱蝸桿的一種，這種蝸桿可以磨削，加工精度容易保證，，傳動效率高，但目前對蝸桿傳動的研究主要集中在尋找最佳的齒廓形狀和對新型蝸桿傳動的研究，對漸開線蝸桿傳動的研究有待進(jìn)一步深入。動力蝸桿傳動質(zhì)量的綜合指標(biāo)是它的承載能力和傳動效率。輪齒應(yīng)力分析是承載能力計算的基礎(chǔ)，輪齒變形分析是蝸桿傳動動態(tài)性能與齒廓修形研究的依據(jù)。另外，有研究表明，蝸輪蝸桿齒面之間的摩擦系數(shù)變化0.01，傳動副的效率將變化5～10％。本文的中心內(nèi)容是漸開線蝸桿接觸應(yīng)力和傳動效率的研究，為蝸桿承載能力和動態(tài)性能研究等奠定基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1．根據(jù)空間嚙合原理，建立了漸開線蝸桿蝸輪的齒面方程式和嚙合方程式，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了漸開線蝸桿傳動副的精確建模研究，利用UG NX3.0軟件建立了傳動比為41的漸開線蝸桿傳動副的實體幾何模型； 2．考慮到幾何模型的復(fù)雜性，本文以蝸桿為例詳細(xì)介紹了有限元分析的前處理方法和步驟，并利用MARC軟件建立了漸開線蝸桿傳動副的有限元模型； 3．應(yīng)用接觸有限元方法，利用MARC軟件對有摩擦三維彈性接觸的應(yīng)力分布和變形進(jìn)行了分析，并與傳統(tǒng)計算結(jié)論作了比較； 4．從嚙合效率和潤滑兩方面對漸開線蝸桿的傳動效率進(jìn)行了初步分析，并對改善潤滑、降低齒面摩擦系數(shù)的途徑進(jìn)行了探索。
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