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锥双螺杆的三维建模与啮合间隙研究

作　者: 韩例岑
导　师: 王可；孙兴伟
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 锥双螺杆转子 空间啮合 参数化建模 啮合间隙
分类号: TQ320.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 23次
引　用: 1次
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内容摘要


随着管材、板材、异型材等挤出成型制品以及UPVC和PPVC粉料造粒等的日益广泛应用,锥形双螺杆挤出机彰显出其在对温度和剪切敏感物料加工方面的独特优势,已经成为UPVC干混粉料挤出成型加工的主要机型之一。锥形双螺杆挤出机的核心部件为一对相互啮合的锥双螺杆转子,其参数设计的正确与否及螺杆啮合间隙是否均匀直接影响挤出机的挤出效率、性能和挤出产品的质量。目前,传统方法加工的锥双螺杆啮合不精确,产生不均匀的啮合间隙误差,而研究锥双螺杆啮合的文献资料较少,其研究的广度和深度远不及平行双螺杆和单螺杆。基于锥双螺杆转子具有变顶径、变底径、变槽深、变导程等复杂的几何特性,若直接采用三维软件难以得到其精确的模型。本文利用三维建模软件系统所提供的三维实体造型功能和内嵌的软件二次开发环境,实现了参数化创建锥双螺杆转子三维实体模型的目的,为锥双螺杆的造型设计及啮合仿真及啮合间隙分析提供了一定的研究基础。在研究锥双螺杆转子运动的空间啮合原理,折线齿廓特征及其螺旋曲面方程基础上,对折线齿廓的锥双螺杆建模及啮合装配分析,验证了轴向折线代替直线齿廓原理在应用中的可行性及实用性。基于三维软件环境下,对锥双螺杆转子模型进行装配及啮合仿真,同时进行干涉检测及啮合间隙分析,从而获取所需要的几何参数,指导螺杆设计,为高精度的锥双螺杆转子的设计加工提供了理论依据和有效方法。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 双螺杆挤出机简介  11-15
    1.1.1 双螺杆挤出机的发展状况  11-12
    1.1.2 双螺杆挤出机的组成  12-13
    1.1.3 双螺杆挤出机的分类  13-15
  1.2 锥双螺杆挤出机基本原理  15-16
  1.3 锥形螺杆的结构发展及特点  16-17
  1.4 螺杆几何学及三维造型的研究状况  17-19
  1.5 仿真技术在塑料加工中的应用状况  19-20
  1.6 课题的目的及意义  20-21
  1.7 论文研究的内容  21-22
第二章 锥双螺杆的空间啮合原理及折线齿廓  22-32
  2.1 锥双螺杆空间啮合原理简述  22-29
    2.1.1 锥双螺杆的运动过程  22
    2.1.2 空间坐标系的建立  22-23
    2.1.3 转子螺旋面方程式及端截面方程  23-24
    2.1.4 啮合函数和啮合方程式  24-25
    2.1.5 齿面上的啮合界限线  25-29
  2.2 锥双螺杆轴向齿廓的三种类型  29-30
  2.3 轴截面为折线的螺旋曲面方程  30-31
  2.4 小结  31-32
第三章 锥双螺杆三维实体造型参数化设计  32-52
  3.1 锥双螺杆三维参数化造型理论基础  32-36
    3.1.1 锥形螺杆螺纹形成分析  32-34
    3.1.2 螺旋线的展开曲线—抛物线原理  34-35
    3.1.3 螺杆槽底及槽顶螺旋线  35-36
  3.2 锥双螺杆三维实体造型参数分析  36-41
    3.2.1 锥形双螺杆基本结构形式及参数  36-37
    3.2.2 锥形双螺杆基本参数分析  37-41
  3.3 锥双螺杆参数化建模系统开发  41-51
    3.3.1 锥双螺杆参数化建模系统主要组成模块及其功能  41-42
    3.3.2 用户交互界面模块设计  42-45
    3.3.3 螺杆信息数据库模块的设计  45-47
    3.3.4 螺杆实体生成模块设计  47-49
    3.3.5 应用程序运行实例  49-51
  3.4 小结  51-52
第四章 锥形双螺杆的啮合间隙研究  52-64
  4.1 锥双螺杆转子单体啮合装配  52-54
    4.1.1 锥双螺杆转子单体啮合装配基础理论  52-53
    4.1.2 锥双螺杆转子单体啮合装配中的干涉检测  53-54
  4.2 锥双螺杆啮合间隙的理论分析  54-59
    4.2.1 螺杆啮合的四个间隙理论  54-55
    4.2.2 锥双螺杆啮合旋转过程中瞬间啮合间隙的计量  55-56
    4.2.3 对模拟部位、模拟观察面和间隙变化计量面的选择  56
    4.2.4 轴向坐标向端面坐标的转换  56-57
    4.2.5 啮合间隙的计算  57-58
    4.2.6 螺杆间隙的修正方法  58-59
  4.3 基于三维软件环境下的啮合仿真  59-63
    4.3.1 锥双螺杆啮合仿真实现过程中的问题  59-60
    4.3.2 啮合仿真及啮合间隙测量  60-63
  4.4 小结  63-64
第五章 结论  64-65
参考文献  65-67
在学研究成果  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 机械与设备 > 制品加工成型设备
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