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锥面包络蜗杆减速机的强度分析方法

  本文以空间啮合理论、弹性力学理论和有限元方法为基础,结合齿轮应力状态的模拟试验和蜗杆副承载能力的试验研究,进行了理论分析。为此,建立了适用于锥面包络蜗杆减速机的强度分析方法。本文的主要工作概括如下。

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  根据空间啮合原理,推导出蜗杆副的啮合方程、边界函数和微观啮合参数方程。研究了齿面诱导法向曲率半径、润滑角和相对夹带速度的分布规律。分析了最佳参数对齿面接触状态和微观啮合参数分布的影响。结合工程实践,深入分析了锥面包络蜗杆减速机蜗杆、蜗轮的形状特征,建立了考虑齿侧间隙影响的齿面边界数学模型。


  以蜗杆齿面二次区域为例,深入探讨了信息点分布不均的空间曲面的构造方法。在UG平台上编制了锥面包络蜗杆减速机的实体建模程序,并通过实例对实体模型进行了验证。该模型的精度为蜗杆副的仿真分析奠定了基础。建立了蜗杆副接触有限元分析模型,研究了载荷和齿形参数对齿间应力分布状态和载荷分布系数的影响,研究了不同载荷下蜗杆副之间的最大载荷分配系数。


  分析了蜗杆齿根弯曲应力沿齿宽的分布规律,研究了载荷和齿形参数对齿根弯曲应力分布的影响。经由过程线性回归阐发推导了以蜗杆直径系数为变量的诱导法曲率半径系数的计较公式,建立了打仗线刹时均匀长度和最小长度的计较公式,在有限元阐发的基础上回归出齿间载荷调配系数计较公式;基于Hertz理论,推导了锥面包络蜗杆减速机的均匀力计较公式和受载最大齿对的打仗应力计较公式。


  通过对几组蜗杆副的强度计算,验证了上述计算方法的准确性和可靠性。根据钢/铜材料对的弹性模量比,对光弹模型材料进行了配置,并对其冻结弹性模量进行了测试,选择了适合蜗杆副模型的材料。为了保证模型的刚度,实现模型副的精确啮合,分析了建立光弹性应力分析模型的方法,合理地建立了蜗杆副的光弹性模型。将光弹性模型组装在减速器中,置于烘箱中完成加载和应力冻结过程。


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