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TI蜗杆的三维造型和精确磨削加工方法

作　者: 毕庆贞
导　师: 孙月海
学　校: 天津大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: TI 蜗杆 环面蜗杆 渐开线斜齿轮 磨削加工 砂轮 三维造型
分类号: TG580.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 126次
引　用: 10次
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内容摘要


一次包络 TI(Toroidal Involute)蜗杆传动是由渐开线斜齿轮和其共轭齿面组成的一种蜗杆传动。国内外学者的理论研究和实验表明,TI 蜗杆传动具有承载能力强、传动效率高等优点,是一种很有发展前途的蜗杆传动形式。由于TI蜗杆齿面形状的复杂性,TI蜗杆的精确磨削加工成为推广TI蜗杆传动的关键。 本文对 TI 蜗杆传动进行了理论分析和三维造型,推导了精确磨削 TI 蜗杆的砂轮的数学模型,为解决一次包络 TI 蜗杆的精确磨削提供了理论依据。具体的工作内容如下: 推导了理想状况下一次包络 TI 蜗杆传动的啮合函数、啮合方程、渐开线斜齿轮齿面上的接触线方程、啮合面方程和 TI 蜗杆的齿面方程,并得出了理想状况下一次包络 TI 蜗杆传动中的啮合界限线方程、根切界限线方程和诱导法曲率方程。 得出一次包络 TI 蜗杆传动理论中原始参数的取值范围和接触区域的边界条件;对一次包络 TI 蜗杆传动进行了数值分析,并绘出渐开线斜齿轮的齿面曲线、瞬时接触线、啮合面曲线、TI 蜗杆的齿面曲线以及啮合界限线;根据根切界限线方程和诱导法曲率的特点,分析了根切情况;然后分别用直接造型和间接造型两种方法完成了 TI 蜗杆的三维实体造型。 建立了砂轮磨削 TI 蜗杆的空间坐标系,通过坐标变换和对参数进行处理,推导出砂轮轴截面的廓形曲线,并通过对运动参数的分析,得出了精确磨削 TI蜗杆的方法。

全文目录


第一章 绪 论  7-15
  1.1 蜗杆和齿轮啮合理论的发展  7-8
    1.1.1 典型蜗杆的发展  7
    1.1.2 齿轮啮合理论的发展  7-8
  1.2 蜗杆传动的特点和分类  8-11
    1.2.1 蜗杆传动的特点  8-9
    1.2.2 蜗杆的分类  9-11
  1.3 TI 蜗杆传动的特点和研究现状  11-14
    1.3.1 TI 蜗杆传动的特点  11-12
    1.3.2 TI 蜗杆的相关研究  12-14
  1.4 论文主要工作内容  14-15
第二章 TI 蜗杆传动的理论分析  15-38
  2.1 渐开线斜齿轮的齿形方程  15-19
    2.1.1 渐开线方程  15-16
    2.1.2 渐开线螺旋面方程  16-18
    2.1.3 渐开线斜齿轮齿面上任意一点的单位法矢量  18-19
  2.2 TI 蜗杆传动空间坐标系的建立及坐标变换  19-21
  2.3 一次包络 TI 蜗杆的齿面方程  21-29
    2.3.1 啮合点处的相对运动速度  21-23
    2.3.2 啮合函数和啮合方程  23-25
    2.3.3 渐开线斜齿轮齿面上瞬时接触线方程  25-26
    2.3.4 渐开线螺旋面上的啮合面方程  26-27
    2.3.5 TI 蜗杆的齿面方程  27-29
  2.4 渐开线斜齿轮轮齿齿面上的啮合界限线  29-32
    2.4.1 啮合界限线方程的推导  29-31
    2.4.2 空间啮合的二次接触现象  31-32
  2.5 TI 蜗杆齿面上的根切界限线  32-36
    2.5.1 根切界限函数  32-35
    2.5.2 根切界限曲线方程  35-36
  2.6 诱导法曲率  36
  2.7 小结  36-38
第三章 TI 蜗杆传动的数值分析和三维造型  38-58
  3.1 原始计算参数的取值  38-43
    3.1.1 TI 蜗杆传动的几何计算  38-39
    3.1.2 原始计算参数的取值  39-41
    3.1.3 一次包络 TI 蜗杆齿面接触区域的边界条件  41-43
  3.2 TI 蜗杆传动的数值分析  43-47
    3.2.1 原始参数的取值范围  43-44
    3.2.2 TI 蜗杆的齿面啮合分析  44-47
  3.3 TI 蜗杆的三维造型  47-57
    3.3.1 渐开线斜齿轮的造型  48-50
    3.3.2 TI 蜗杆的直接造型  50-55
    3.3.3 TI 蜗杆的间接造型  55-57
  3.4 小结  57-58
第四章 精确磨削 TI 蜗杆的砂轮齿面数学模型  58-72
  4.1 精确磨削 TI 蜗杆的砂轮齿面轴向廓形  58-69
    4.1.1 砂轮磨削 TI 蜗杆的空间坐标系  58-60
    4.1.2 TI 蜗杆齿面的特征  60-64
    4.1.3 实际加工过程中的砂轮轴向廓形  64-69
  4.2 TI 蜗杆磨削过程中砂轮和 TI 蜗杆的相对运动  69-70
    4.2.1 精确磨削 TI 蜗杆的方法  69
    4.2.2 安装位置关系  69-70
    4.2.3 相对运动关系  70
  4.3 小结  70-72
第五章 总结与展望  72-74
  5.1 总结  72-73
  5.2 展望  73-74
参考文献  74-77
作者在攻读硕士期间撰写、发表的论文及科研  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺
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