硬齿面副TI蜗杆传动的加工与试验研究

摘要

TI蜗杆传动即渐开面包络环面蜗杆传动，它是由渐开线斜齿轮和其包络的环面蜗杆即TI蜗杆组成的新型蜗杆传动，TI蜗杆传动推广应用的关键制造技术是要解决蜗杆齿面的精确磨削。论文围绕硬齿面副TI蜗杆传动的加工与试验，开展了样机研制与样机传动性能测试的研究，并对磨削TI蜗杆的砂轮廓形做了进一步的深入研究。 利用已求得的磨削TI蜗杆的砂轮廓形方程，提出了砂轮修整器的设计原理，设计并加工出了满足运动要求的砂轮修整器和磨削装置。 在理论上说明了TI蜗杆的磨削加工方法，得到了啮合性能最佳的TI蜗杆传动主要设计参数的选择步骤。在滚齿机上实现了砂轮廓形的修整和TI蜗杆齿面的磨削加工，完成了硬齿面副TI蜗杆传动减速器样机的研制。 搭建了蜗杆传动试验台，开展了测试样机承载能力、效率、温升、振动等传动性能的试验研究。结果表明，硬齿面副TI蜗杆减速器在较低的载荷下具有很好的机械传动性能，但随着载荷的增加，啮合摩擦热导致油温升高，传动效率有所下降，齿面间磨损加剧，传动稳定性下降。 提出了求解磨削TI蜗杆砂轮廓形的新方法，将磨削TI蜗杆的问题转化为成形砂轮磨削螺旋渐开面的问题，依据齿轮啮合理论，推导出砂轮磨削螺旋渐开面的啮合方程，得到全新的磨削TI蜗杆的砂轮轴截面廓形方程，阐述了TI蜗杆的磨削加工方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2环面蜗杆传动的分类及特点

1.3 TI蜗杆传动研究现状

1.3.1 TI蜗杆加工理论的研究

1.3.2 TI蜗杆相关加工工艺方法和工艺装备的研究

1.3.3 TI蜗杆传动相关的试验研究

1.4论文的研究意义及研究内容

第二章TI蜗杆加工辅助装备的设计制造

2.1磨削TI蜗杆的砂轮廓形

2.1.1砂轮磨削TI蜗杆的坐标系

2.1.2磨削TI蜗杆的砂轮轴截面廓形

2.1.3砂轮的水平截面廓形

2.2 TI蜗杆砂轮修整器

2.2.1砂轮修整器的设计原理

2.2.2渐开线齿廓的分析

2.2.3砂轮修整器的设计方案

2.2.4砂轮修整器的加工

2.2.5砂轮修整器在滚齿机上的安装

2.3 TI蜗杆磨削装置

2.3.1 TI蜗杆磨削装置的设计要求

2.3.2 TI蜗杆磨削装置的设计方案

2.3.3 TI蜗杆磨削装置的加工与在滚齿机上的安装

2.4小结

第三章TI蜗杆的磨削加工

3.1 TI蜗杆磨削方法

3.1.1安装位置关系

3.1.2相对运动关系

3.1.3精确磨削TI蜗杆的方法

3.2 TI蜗杆传动的设计

3.2.1 TI蜗杆传动设计的要点

3.2.2 TI蜗杆传动主要参数的选择

3.2.3 TI蜗杆传动的几何计算

3.2.4 TI蜗杆零件图的设计

3.3 TI蜗杆的加工工艺

3.3.1 TI蜗杆加工的工艺路线

3.3.2 TI蜗杆坯料的加工

3.3.3 TI蜗杆齿部加工

3.3.4 TI蜗杆的修形

3.3.5 TI蜗杆轴向安装尺寸的加工及装配

3.4 TI蜗杆加工中相对螺旋运动的研究

3.5小结

第四章硬齿面副TI蜗杆传动啮合性能试验研究

4.1试验台

4.1.1选定试验方案

4.1.2选定试验设备

4.1.3搭建试验台

4.2加载试验方法及数据处理

4.3试验装置及试验过程

4.3.1主要的试验装置及测试仪器

4.3.2空载试验和跑合试验

4.3.3采用重负荷工业闭式齿轮油润滑时的加载试验

4.3.4采用重载荷车辆齿轮油润滑时的加载试验

4.4试验结果分析与总结

4.4.1传动效率

4.4.2温升及润滑用油

4.4.3齿面磨损情况和啮合区域

4.4.4试验结果总结

4.5小结

第五章精确磨削TI蜗杆的砂轮廓形及磨削方法研究

5.1磨削TI蜗杆的基本问题

5.1.1 TI蜗杆传动的坐标系及运动关系

5.1.2磨削TI蜗杆与磨削内啮合斜齿轮的关系

5.2砂轮轴向廓形

5.2.1磨削内啮合斜齿轮齿面的坐标系

5.2.2内啮合斜齿轮齿面方程及法矢量

5.2.3啮合方程

5.2.4瞬时接触线方程

5.2.5砂轮轴截面廓形方程

5.3 TI蜗杆磨削方法研究

5.3.1磨削TI蜗杆的坐标系及运动关系

5.3.2磨削加工的实现

5.4小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢