无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动系统动力学研究
无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是基于滚子包络环面蜗杆传动而提出的一种新型传动。该传动继承了滚子包络环面蜗杆传动所具有的高效率、大承载能力等特点，能够消除传动系统的回程误差，在精密分度等领域具有良好的应用前景。本文以无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动为研究对象，对该传动的三维建模、运动性能、承载能力、啮合刚度和动力学性能等方面进行了较为深入的研究。其主要内容包括：
回顾了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理、组成与结构，并介绍了在Pro/E软件平台上对该蜗杆进行三维设计的方法与流程。
系统分析了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的运动性能。基于齿面啮合性能参数的数值计算，系统讨论了在同一中心距和不同中心距下蜗杆喉径系数、滚子半径以及滚子安装偏距等参数对蜗杆副的诱导法曲率、卷吸速度、润滑角和滚子自转角等参数的影响规律。
研究了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动副的承载能力。通过Pro/E和ANSYSWorkbench的无缝连接建立无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动副的接触有限元分析模型，在ANSYS Workbench中完成了无侧隙双滚子包络环面蜗杆副的接触分析。分析得到了接触线上的载荷分布曲线、齿间载荷分配柱状图以及齿面接触应力云图等，进而详细讨论了蜗杆副的接触线上的载荷分布和齿间载荷分配情况，及其在不同扭矩下的变化规律。
提出了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合刚度分析模型。把传动的啮合刚度等效为齿间接触变形刚度、蜗轮齿的弯曲变形刚度和蜗杆齿的弯曲变形刚度的串联刚度，并提出这三个变形刚度的计算方法。以此为基础，建立无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的齿面啮合刚度模型，并给出了数值实例。
研究了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动系统动力学性能。建立了蜗杆副中蜗杆轴和蜗轮轴的弯曲刚度、扭转刚度、轴向刚度及其等效扭转刚度的计算模型。在综合考虑传动机构中各构件的接触、扭转、弯曲等变形的影响下，建立了该传动系统的多自由度动力学模型。分析了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动系统的固有频率及其对应的振型。
无侧隙;双滚子包络环面;蜗杆传动;机械动力学;回程误差
西华大学
硕士
机械制造及其自动化
张均富
2011
中文
TH132.44;TH113
81
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）