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平地机回转驱动中圆柱蜗杆副的接触特性分析及实验

发布时间:2020-11-15 15:47
   针对某平地机回转驱动中圆柱蜗杆传动副的实际啮合效果不理想、接触斑点分布不合理等问题,建立传动副数学模型,研究其啮合特性;建立精确的三维实体模型,用接触有限元法分析了传动副的接触特性,并通过数值实例与样件试验进行了验证。结果表明:选取合适的变位系数可以有效避免根切;对蜗轮滚刀进行合理的增径处理、对传动副进行修形、对蜗杆齿根和蜗轮齿根进行适当的倒圆处理,可降低齿面最大应力;传动副接触斑点检测结果与接触有限元模拟分析结果一致,证明了分析方法的正确性;改进后的蜗杆减速器样机传动效率在38%~43%之间,正转时传动效率略高于反转时传动效率。
【部分图文】:

标架,蜗杆


建立圆柱蜗杆传动副的相关标架,如图1所示,图中标架σm(om-xm,ym,zm)、 σn(on-xn,yn,zn)为空间固定标架,其底矢分别为(im,jm,km)、(in,jn,kn);运动标架σ1(o1-x1,y1,z1)与蜗轮固连,并绕z1轴以角速度ω1旋转,转动角度为φ1;标架σ2(o2-x2,y2,z2)与圆柱蜗杆固连,并绕z2轴以角速度ω2旋转,转动角度为φ2;标架σ1、σ2的底矢分别为(i1,j1,k1)和(i2,j2,k2),且有φ2/φ1=ω2/ω1=Z1/Z2=i21,其中Z2为圆柱蜗杆头数,Z1为蜗轮齿数,i21为传动比,a为传动副中心距。1.2 传动副的啮合关系

曲线,齿面,蜗杆,蜗轮


基于蜗轮齿面的根切曲线方程(4),利用MATLAB软件编制程序,求解式中的非线性方程,得蜗轮齿面一类界限曲线如图4所示,其在蜗轮的有效齿面内,与蜗轮齿根圆的距离为0.49 mm,因此齿面具有微量根切。图3 蜗轮齿面坐标点

曲线,齿面,坐标,蜗轮


蜗轮齿面坐标点
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