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包络蜗轮蜗杆副的形成过程主要包括两次包络运动,一次包络运动是以一个平面齿蜗轮的齿面为母面与蜗杆以一定的相对运动包络出蜗杆的螺旋齿面;第二次包络运动是以一次包络运动形成的螺旋曲面为母面与蜗轮通过共轭运动包络出蜗轮齿面。这样形成的包络蜗轮蜗杆副在啮合过程中具有以下特点:1、蜗杆轴向齿廓呈弧形分布,同时接触齿数3-7个。2、蜗杆齿面经硬化处理后准确磨削而成,齿面硬度HRC≥50,粗糙度Ra≤0.8。
包络蜗轮蜗杆副装配质量的检测和调整包络蜗轮蜗杆副装配后的齿面接触情况,除了反映出加工质量外,也反映出装配位置的正确性。其中主要的两项装配误差因素是蜗杆轴向的对中性和蜗轮中心距。也用以下方法检测并进行调整。1.1光隙法当蜗杆分别以不同齿侧与蜗轮齿面啮合接触时,包络蜗轮蜗杆副安装,观测沿蜗杆全长各齿面间的光隙。通过对蜗杆位置的调整,使左右齿面的光隙更大限度地达到全长均匀一致。1.2印痕法蜗杆齿面上涂一层薄薄的着色剂,在轻微制动下使包络蜗轮蜗杆副进行啮合运转。根据所得到的齿面印痕情况进行蜗杆位置的调整。蜗轮齿面上的理论接触区印痕及接触线分布情况见(图1)。与此相应的蜗杆齿面接触情况为螺旋线全长接触。当存在装配误差时,蜗轮齿面的接触印痕将出现某一部分加重,包络蜗轮蜗杆副型号,相反的部位减轻甚至不接触。
基于弹塑性接触有限元理论,包络蜗轮蜗杆副,建立了多组适于蜗杆副静动态接触应力分析的模型,研究了载荷,齿形参数对齿间载荷分配系数和齿面应力分布的影响,计算了各级扭矩下不同包容齿数时的至大齿间载荷分配系数.研究结果表明:随着载荷的增大,齿间载荷分配趋于均匀;接触应力沿接触线从蜗轮齿根到齿顶呈'L'或'U'形分布;齿形参数对应力分布的影响不容忽略,以应力平均分布为目的的参数优化可通过对比有限元分析结果完成.得到了0.05~1.50倍额定扭矩下,包容齿数为3,5,7时的至大齿间载荷分配系数。
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