TI蜗杆的三维造型和精确磨削加工方法

摘要

一次包络TI(Toroidal Involute)蜗杆传动是由渐开线斜齿轮和其共轭齿面组成的一种蜗杆传动.国内外学者的理论研究和实验表明,TI蜗杆传动具有承载能力强、传动效率高等优点,是一种很有发展前途的蜗杆传动形式.由于TI蜗杆齿面形状的复杂性,TI蜗杆的精确磨削加工成为推广TI蜗杆传动的关键.该文对TI蜗杆传动进行了理论分析和三维造型,推导了精确磨削TI蜗杆的砂轮的数学模型,为解决一次包络TI蜗杆的精确磨削提供了理论依据.具体的工作内容如下:推导了理想状况下一次包络TI蜗杆传动的啮合函数、啮合方程、渐开线斜齿轮齿面上的接触线方程、啮合面方程和TI蜗杆的齿面方程,并得出了理想状况下一次包络TI蜗杆传动中的啮合界限线方程、根切界限线方程和诱导法曲率方程.得出一次包络TI蜗杆传动理论中原始参数的取值范围和接触区域的边界条件;对一次包络TI蜗杆传动进行了数值分析,并绘出渐开线斜齿轮的齿面曲线、瞬时接触线、啮合面曲线、TI蜗杆的齿面曲线以及啮合界限线;根据根切界限线方程和诱导法曲率的特点,分析了根切情况;然后分别用直接造型和间接造型两种方法完成了TI蜗杆的三维实体造型.建立了砂轮磨削TI蜗杆的空间坐标系,通过坐标变换和对参数进行处理,推导出砂轮轴截面的廓形曲线,并通过对运动参数的分析,得出了精确磨削TI蜗杆的方法.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1蜗杆传动和齿轮啮合理论的发展

1.1.1典型蜗杆的发展

1.1.2齿轮啮合理论的发展

1.2蜗杆传动的特点和分类

1.2.1蜗杆传动的特点

1.2.2蜗杆的分类

1.3 TI蜗杆传动的特点和研究现状

1.3.1 TI蜗杆传动的特点

1.3.2 TI蜗杆的相关研究

1.4论文主要工作内容

第二章TI蜗杆传动的理论分析

2.1渐开线斜齿轮的齿形方程

2.1.1渐开线方程

2.1.2渐开线螺旋面方程

2.1.3渐开线斜齿轮齿面上任意一点的单位法矢量

2.2 TI蜗杆传动空间坐标系的建立及坐标变换

2.3一次包络TI蜗杆的齿面方程

2.3.1啮合点处的相对运动速度

2.3.2啮合函数和啮合方程

2.3.3渐开线斜齿轮齿面上瞬时接触线方程

2.3.4啮合面方程

2.3.5 TI蜗杆的齿面方程

2.4渐开线斜齿轮轮齿齿面上的啮合界限线

2.4.1啮合界限线方程的推导

2.4.2空间啮合的二次接触现象

2.5 TI蜗杆齿面上的根切界限线

2.5.1根切界限函数

2.5.2根切界限曲线方程

2.6诱导法曲率

2.7小结

第三章TI蜗杆传动的数值分析和三维造型

3.1原始计算参数的取值

3.1.1 TI蜗杆传动的几何计算

3.1.2原始计算参数的取值

3.1.3一次包络TI蜗杆齿面接触区域的边界条件

3.2 TI蜗杆传动的数值分析

3.2.1原始参数的取值范围

3.2.2 TI蜗杆的齿面啮合分析

3.3 TI蜗杆的三维造型

3.3.1渐开线斜齿轮的造型

3.3.2 TI蜗杆的直接造型

3.3.3 TI蜗杆的间接造型

3.4小结

第四章精确磨削TI蜗杆的砂轮齿面数学模型

4.1精确磨削TI蜗杆的砂轮齿面轴向廓形

4.1.1砂轮磨削TI蜗杆的空间坐标系

4.1.2 TI蜗杆齿面的特征

4.1.3实际加工过程中的砂轮轴向廓形

4.2 TI蜗杆磨削过程中砂轮和TI蜗杆的相对运动

4.2.1精确磨削TI蜗杆的方法

4.2.2安装位置关系

4.2.3精确磨削TI蜗杆的方法

4.3小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

作者在攻读硕士期间撰写、发表的论文及科研

致谢