蝸輪、蝸桿是組成蝸桿傳動的重要部件,蝸桿傳動在工業生產中應用廣泛。由于該傳動的傳動比較大,因此工業生產中適合作為減速裝置。以catia軟件為設計平臺,著重從蝸輪、蝸桿零件的結構設計思路、參數計算方法和參數化建模過程等方面對蝸輪蝸桿設計進行了論述。

za型蝸輪蝸桿傳動,其蝸輪齒面是復雜的蝸桿圓柱螺旋面的空間共軛曲面,蝸輪齒面數學方程描述復雜,參數化精確建模困難。依據蝸輪滾刀包絡加工蝸輪齒面原理,協同運用catiav5平臺的pdg、gsd、asd、dmuspa、dmukin5個功能模塊和knowledge工具,提出了用于za蝸輪齒面參數化精確數字建模的"以參控仿射曲線族為主導的多截面創成式復合構型方法",構建了擁有靜、動態區域接觸分析負反饋環節的主動可控參數化建模流程,為蝸輪蝸桿傳動的高級cae分析奠定了參數化精確3d數模基礎。

蝸輪蝸桿傳動用于傳遞空間交錯的兩軸間的運動和動力,應用廣泛;但在使用過程中難免會損壞,因此,對蝸輪蝸桿的測繪就顯得尤為重要。本文根據蝸輪蝸桿成對使用的特點,首先對蝸桿進行測繪并確定出其主要參數,然后從蝸桿的參數推斷出蝸輪的各部分尺寸,該方法是生產實際中較為實用的測繪方法。

介紹通過ug軟件表達式模塊實現漸開線蝸輪蝸桿參數化的建模方式,依據蝸輪蝸桿齒槽輪廓方程以及螺旋線表達方程,利用曲線方程實現傳動蝸輪蝸桿三維實體的精確造型。蝸輪蝸桿實體的參數化設計可以通過對應參數值的設定完成不同規格的傳動蝸輪蝸桿三維造型,通過該方式可提高蝸輪蝸桿的設計效率,對其模型建立以及強度分析提供了基礎。

實現了在ug(unigraphics)環境利用表達式功能構建蝸輪漸開線、螺旋線以及蝸桿螺旋線的方法,并利用這些曲線完成了蝸輪和蝸桿3d實體構建。

產品建模技術是計算機輔助設計與制造(cad/cam)系統的核心技術。以ugnx作為支撐平臺,創建參數化的蝸輪蝸桿三維實體模型,為之后的裝配設計、強度分析、仿真蝸輪傳動的嚙合過程、干涉檢測、嚙合特性及表面特性進行更深入的分析提供了基礎。

蝸輪蝸桿變速箱主要用于傳遞交錯軸之間的回轉運動,廣泛應用在機床、汽車、農業機械、工程機械中。筆者首先在solidworks環境下對箱體、蝸輪、蝸桿進行三維設計,構建三維模型;然后利用simlation對箱體、蝸桿進行有限元分析;最后根據分析結果對三維模型進行優化設計。該設計方法提高了設計效率,實現了參數化設計分析。

通過對阿基米德蝸輪蝸桿的整體結構分析,首先建立了中間平面內蝸桿齒廓與蝸輪齒廓以及螺旋線方程;接著采用solidworks2010軟件,分別對阿基米德蝸輪蝸桿進行三維建模,并進行裝配。參數化的三維設計與裝配既縮短了設計周期,也為后續進行的有限元分析、機構仿真提供了必要前提條件.

介紹了普通圓柱蝸桿機構的失效形式及其測繪方法,并以長鋼h型鋼廠鋸片磨床上的調整蝸輪蝸桿為例,具體介紹了該蝸桿機構的測繪步驟。

為改進尼曼蝸桿僅有2階接觸點,利用logix齒輪能夠實現3階接觸的基礎,借鑒先前推廣到logix齒輪齒條的經驗,進一步將logix齒輪嚙合推廣至logix蝸輪蝸桿嚙合,并加工出了這種蝸輪和蝸桿,證實了設想的可行性。

阿基米德圓柱(za)蝸桿在垂直于軸線的平面上,齒廓為阿基米德螺線,包含軸線的平面上的齒廓為直線,n-n剖面齒廓為凸廓,外形復雜,參數化建模困難。分析了蝸桿的加工特點和阿基米德螺線的形成原理,在pro/ewildfire2.0的環境下,建立了一種模擬車削成形的蝸桿精確建模方法,實現多頭za蝸桿的精確建模和全參數化設計,并在理論和實踐上對它的正確性進行了校核。

基于matlab優化理論,系統研究了蝸輪蝸桿減速裝置的目標函數、設計變量和約束條件,建立其優化設計數學模型,利用matlab優化工具箱中的函數fmincon來解決單目標多變量約束非線性優化問題的思路和方法。

利用solidworks軟件完成蝸輪、蝸桿、箱體等零件的三維設計,生成蝸輪蝸桿減速器的三維模型。通過solidworks軟件特有的運動功能,在計算機上進行仿真裝配,實現產品的工藝規劃、加工制造、裝配和調試,完成減速器在計算機上的模擬設計。

介紹了俯仰機構功能及工作原理,設計了一種應用于水下機器人的俯仰機構。該俯仰機構采用蝸輪蝸桿傳動,具有自鎖功能,可在水下環境中帶動水下機器人相關探測識別設備上仰或下俯,實現垂直工作范圍的調節。

以mch50加工中心回轉工作臺為對象,考慮加工誤差、偏心誤差、相位角、負載與變形等因素建立了組合機構的傳動精度模型。通過實例計算,驗證了該綜合傳動誤差與實驗所測結果基本一致。在此基礎上,分析了二級組合機構中傳動比以及齒輪傳動中心距等對傳動精度的影響。

以mch50加工中心回轉工作臺為對象,考慮加工誤差、偏心誤差、相位角、負載與變形等因素建立了組合機構的傳動精度模型。通過實例計算,驗證了該綜合傳動誤差與實驗所測結果基本一致。在此基礎上,分析了二級組合機構中傳動比以及齒輪傳動中心距等對傳動精度的影響。

論述了運用siemensnx軟件進行蝸輪蝸桿傳動機構三維造型設計的方法。根據已知條件,利用軟件的表達式功能編制出相應的參數化方程組,構建了蝸輪蝸桿的參數化模型,并完成了蝸輪蝸桿相互嚙合模型。

選取蝸桿齒數、模數和直徑系數作為設計變量,以蝸輪有色金屬齒圈體積最小作為設計目標,建立了包含3個設計變量和10個約束條件的蝸輪蝸桿傳動優化設計的數學模型,給出了優化分析與實例計算結果。

應用workbench軟件對蝸輪蝸桿減速器中蝸輪蝸桿傳動進行應力分析和強度校核,提高設計精度,優化了傳動結構。

設計了一套基于西門子simotiond的蝸輪蝸桿試驗臺測控系統,通過模擬蝸輪蝸桿在工作狀態下輸入端的轉角和輸出端所受到的阻力,來測試蝸輪蝸桿的性能。介紹了測控系統的設計方案,并在試驗臺上進行了測試實驗。

以蝸輪蝸桿副建模實例為背景,闡述了齒輪類零件在基于solidedge、solidworks環境下的建模和樣條曲線擬合建模方法,分析了各種方法的優缺點,為齒輪類零件參數化建模提供有效的參考依據和比較方法。演示了軟件的建模操作過程。建模過程體現了參數化設計的特點,便于軟件的二次開發。

非對偶蝸輪蝸桿的齒形復雜,加工難度大。以solidworks為平臺,vb為開發工具,建立一個非對偶蝸輪蝸桿仿真加工系統。在模擬加工時,毛坯固定,刀具不僅繞其本身軸線旋轉,同時還要繞毛坯軸線旋轉,用多個刀具來模擬多個加工位置,刀具的運動所形成的包絡體與毛坯進行實體布爾差運算,毛坯的三維模型隨著布爾差運算過程被不斷更新。而基于實體造型的方法中幾何模型的表達與實際工件是一致的,使得仿真的最終結果與產品的實際加工結果相一致。將蝸輪和蝸桿進行裝配,通過剖分成平面圖的辦法,來觀察非對偶蝸輪蝸桿的嚙合情況,以此來評價和調整蝸輪的加工參數。