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直廓环面蜗杆传动参数化设计与仿真的研究

作　者: 董延
导　师: 吴晓铃
学　校: 郑州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 直廓环面蜗杆接触线优化设计模拟加工
分类号: TH132.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

环面蜗杆传动是蜗杆传动的新型传动形式，广泛用于冶金、矿山、石化、建筑等行业中的关键成套设备中。在比较发达的美国与俄罗斯，这种传动形式倍受青睐。对其进行参数的优化和啮合传动分析，能够改善其传动性能。另一方面机械制造正在向高柔性、高自动化、高效率方向发展，而CAD/CAM为这样的发展方向提供了有力的保证。CAD缩短了产品的设计周期，使得产品更新换代的速度不断变快，适应了当今制造业发展的要求。本文在建立直廓环面蜗杆数学模型的基础上，分析其传动接触线，对其参数进行优化。根据所得参数自动生成了蜗轮蜗杆二维工程图，模拟了蜗轮蜗杆三维模型的加工过程，实现了参数化设计。首先根据空间啮合理论，建立了蜗轮、蜗杆的数学模型；然后根据啮合方程，得到了接触线的方程，提出了接触线的求法，得到了求某一瞬时接触线上任意点坐标的方法。根据对接触线方程的分析，建立了优化设计的函数及变量。采用优化方法中的复合形法，编制了优化设计程序。根据优化参数，利用描点的方法实现了在软件中绘制接触线。通过VB与AutoCAD的接口，实现了对AutoCAD的二次开发，并根据优化所得参数，利用VB对AutoCAD的调用绘制了蜗轮、蜗杆的二维工程图，为加工提供了图纸。最后，在三维环境中，根据优化所得参数，创建了蜗杆毛坯和刀具，利用旋转和布尔运算，模拟了蜗杆的三维加工过程。同时也创建了蜗轮毛坯和刀具，采用同样的方法模拟了蜗轮的三维加工过程。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 选题的意义  7-8
  1.2 环面蜗杆的发展概况  8-10
  1.3 直廓环面蜗杆的研究现状  10-11
  1.4 本文的主要研究内容  11-12
第二章空间啮合理论基础  12-17
  2.1 采用的坐标系及其变换  12-13
  2.2 相对运动速度  13-14
  2.3 啮合方程  14-16
  2.4 法曲率的计算  16-17
第三章直廓环面蜗杆传动的数学模型  17-27
  3.1 直廓环面蜗杆的齿面方程  17-21
    3.1.1 坐标系的设置  17-18
    3.1.2 坐标系的变换  18
    3.1.3 直廓环面蜗杆的齿面方程  18-21
  3.2 蜗轮齿面方程  21-27
    3.2.1 蜗杆螺旋面和滚刀产形面  22
    3.2.2 蜗轮齿面方程  22-23
    3.2.3 蜗轮齿面接触线方程  23-26
    3.2.4 接触线的求法  26-27
第四章基于 VB的参数优化设计和啮合分析  27-40
  4.1 VISUAL BASIC概述  27-28
    4.1.1 VB的主要特点  27
    4.1.2 对象和面向对象编程  27-28
    4.1.3 事件和事件驱动编程  28
  4.2 参数化程序设计  28-33
    4.2.1 典型传动程序设计  28-30
    4.2.2 修型原理及方法  30-32
    4.2.3 修型传动程序设计  32-33
  4.3 VB绘图基础  33-37
    4.3.1 坐标系  33-35
    4.3.2 对象的图形方法及使用格式  35-36
    4.3.3 对象的图形方法  36-37
  4.4 绘图程序设计  37-40
    4.4.1 修型曲线  37-38
    4.4.2 接触点坐标  38
    4.4.3 接触线绘制  38-40
第五章基于 AUTOCAD的参数化绘图  40-55
  5.1 AUTOCAD二次开发基础  40-45
    5.1.1 AUTOCAD对象  40-42
    5.1.2 连接 AUTOCAD  42-45
    5.1.3 退出 AUTOCAD  45
  5.2 蜗轮蜗杆的参数化绘图  45-55
    5.2.1 图层的设置  45-48
    5.2.2 选择绘图指令  48-49
    5.2.3 实体图形的绘制过程  49-53
    5.2.4 图形的绘制结果  53-55
第六章基于 AUTOCAD的参数化三维建模  55-68
  6.1 AUTOCAD三维建模技术基础  55-59
    6.1.1 三维对象的创建  55-58
    6.1.2 创建面域  58
    6.1.3 三维实体造型编辑  58-59
    6.1.4 编辑三维实体  59
  6.2 蜗杆的三维参数化建模  59-64
    6.2.1 创建蜗杆毛坯  60-61
    6.2.2 创建刀具  61
    6.2.3 删除面域和线  61-62
    6.2.4 模拟切削加工蜗杆  62-64
  6.3 蜗轮的三维参数化建模  64-68
    6.3.1 创建蜗轮毛坯  64-65
    6.3.2 创建刀具  65-66
    6.3.3 删除面域和线  66
    6.3.4 模拟切削加工蜗杆  66-68
第七章结论与展望  68-69
  7.1 结论  68
  7.2 展望  68-69
参考文献  69-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71-72
致谢  72

直廓环面蜗杆传动参数化设计与仿真的研究

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