【摘 要】
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随着机械设备不断向高精度、高效率、智能化的方向发展,对机械传动提出了更高的要求。蜗杆传动作为重要的传动方式之一,被应用在数控机床的精密分度系统中,其中数控可转位刀片周边磨床最为典型。该机床根据刀片的形状,传动系统需要重复正反旋转运动,为了提高加工效率,获得高精度的刀片,需要消除蜗杆传动中的齿间间隙,提高运动的平稳性。首先,以分段双导程精度分度蜗杆副为研究对象。根据蜗轮蜗杆的加工方法和空间啮合理论,
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随着机械设备不断向高精度、高效率、智能化的方向发展,对机械传动提出了更高的要求。蜗杆传动作为重要的传动方式之一,被应用在数控机床的精密分度系统中,其中数控可转位刀片周边磨床最为典型。该机床根据刀片的形状,传动系统需要重复正反旋转运动,为了提高加工效率,获得高精度的刀片,需要消除蜗杆传动中的齿间间隙,提高运动的平稳性。首先,以分段双导程精度分度蜗杆副为研究对象。根据蜗轮蜗杆的加工方法和空间啮合理论,建立空间传动坐标系,得到蜗轮蜗杆副的齿面方程和接触线方程。讨论分段双导程精密分度蜗杆副的结构特点,设计该蜗杆副的特殊结构参数公式。其次,设计蜗杆副重合度公式,研究蜗轮蜗杆副机构参数对其影响。根据蜗轮蜗杆副的结构特点和设计要求,建立优化模型,优化得出到蜗轮蜗杆副的基本结构参数。创建蜗杆副的接触线模型,讨论不同压力角、不同旋转角、是否存在断面等情况下,蜗轮蜗杆副的接触线干涉情况,且得出蜗杆齿厚减量系数的取值0.32。然后,根据蜗轮、蜗杆的加工原理,建立蜗杆副三维模型,设计误差可视定位夹紧装置,并进行虚拟装配。基于ADAMS软件建立虚拟样机模型,分析蜗杆不完全齿的修型种类对蜗杆副传动平稳性,获得不完全齿的合理修型角度;分析蜗杆副不同使用误差和结构误差对蜗杆副传动平稳性的影响,得到蜗杆副的使用误差比结构误差对传动精度影响大,而使用误差中的蜗轮齿的磨损对传动精度影响最大,结构误差中的中心距误差对传动精度误差影响最大。最后,基于ANSYS Workbench软件建立蜗杆副有限元模型,分析不同蜗轮齿的应力分布情况,得到应力分布规律,验证理论计算的正确性;分析不同结构误差对蜗轮蜗杆副应力的影响规律为:轴向误差对蜗轮最大应力峰值影响最显著,其次是径向误差,最小的是周向误差。根据蜗轮轮齿的应力分布规律和理论方法预测蜗杆副的疲劳寿命为1.58E+06次。
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