平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿由美國人Wildhaber于1922年發(fā)明。由于受到理論和技術(shù)的限制,在“二次包絡(luò)”技術(shù)誕生之前,只能采用“一次包絡(luò)”傳動。其性能沒有得到發(fā)揮,使用的領(lǐng)域也很有限,。20世紀(jì)70年代初,中國首鋼機(jī)械廠發(fā)明了平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副(以下簡稱“平副)”,成為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿制造技術(shù)的一次革命,實現(xiàn)了“二次包絡(luò)”傳動的應(yīng)用。這引起了極大的反響,在全國刮起了一陣“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副風(fēng)暴”,。平副自誕生至今已有整整40年,它被稱為“蝸桿傳動的皇冠”,是當(dāng)代新型傳動的代表。由于其卓越的性能,在解決生產(chǎn)和裝備的重大問題中發(fā)揮了重要作用,在各個行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用,。平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的實物如圖1所示,。隨著時間的推移,平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的理論和制造技術(shù)在不斷地進(jìn)步。圖1平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的實物2)平副是中國自主開發(fā)的,、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品[1][2],。人們至今不會忘記當(dāng)年為開發(fā)平副付出了艱巨勞動,作出杰出貢獻(xiàn)的老一輩科技工作者。他們的功績將隨著平副推廣應(yīng)用而名垂青史
平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速機(jī)作為一種優(yōu)良的傳動形式,，具有多齒同時嚙合、瞬時雙線接觸,、嚙合中易形成彈流動壓潤滑等優(yōu)點,，是完全符合機(jī)械傳動領(lǐng)域發(fā)展趨勢的產(chǎn)品。
平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿由美國人Wildhaber于1922年發(fā)明,。由于受到理論和技術(shù)的限制,在“二次包絡(luò)”技術(shù)誕生之前,只能采用“一次包絡(luò)”傳動,。其性能沒有得到發(fā)揮,使用的領(lǐng)域也很有限。20世紀(jì)70年代初,中國首鋼機(jī)械廠發(fā)明了平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副(以下簡稱“平副)”,成為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿制造技術(shù)的一次革命,實現(xiàn)了“二次包絡(luò)”傳動的應(yīng)用,。這引起了極大的反響,在全國刮起了一陣“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副風(fēng)暴”,。平副自誕生至今已有整整40年,它被稱為“蝸桿傳動的皇冠”,是當(dāng)代新型傳動的代表。由于其卓越的性能,在解決生產(chǎn)和裝備的重大問題中發(fā)揮了重要作用,在各個行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用,。平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的實物如圖1所示,。隨著時間的推移,平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的理論和制造技術(shù)在不斷地進(jìn)步。圖1平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的實物2)平副是中國自主開發(fā)的,、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品[1][2],。人們至今不會忘記當(dāng)年為開發(fā)平副付出了艱巨勞動,作出杰出貢獻(xiàn)的老一輩科技工作者。他們的功績將隨著平副推廣應(yīng)用而名垂青史,。但是,，由于目前加工該型蝸桿副的方法為對偶法,，必須專門加工蝸桿和專用蝸輪滾刀，對于不同參數(shù)的蝸桿副蝸輪滾刀不能通用并且在加工中需多次對刀,，導(dǎo)致平面二包蝸桿副加工成本高而精度低,。本文作為“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副智能加工的建模與仿真”研究項目的一個組成部分，主要以在計算機(jī)中對平面二包蝸桿副進(jìn)行三維建模和數(shù)字化造型為目標(biāo),，在嚴(yán)格推導(dǎo)共軛齒面的基礎(chǔ)上對平面二包蝸桿減速機(jī)蝸桿齒面的組成進(jìn)行了TCA分析,，并運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法對蝸桿副型面進(jìn)行重構(gòu)，獲得了適合于計算機(jī)表達(dá)的平面二包蝸桿副三維數(shù)字化模型,。本文的主要創(chuàng)新點和成果如下： 基于經(jīng)典共軛嚙合理論,，對平面二包蝸桿副的運動關(guān)系進(jìn)行了嚴(yán)密分析，獲得了蝸桿副齒面方程,、蝸桿齒面一界曲線方程,、蝸輪齒面二界曲線方程等一系列齒面分析所必須的數(shù)學(xué)公式，并深入研究了蝸桿副齒面接觸線的算法,，為蝸桿副的三維數(shù)字化造型打下了堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),。 深入研究了傳統(tǒng)平面二包蝸桿副的參數(shù)設(shè)計方案，指出傳統(tǒng)設(shè)計方案沒有充分考慮平面二包蝸桿副易于形成彈流動壓潤滑的優(yōu)勢,。因此,，提出以潤滑性能為優(yōu)化目標(biāo)、以蝸桿強(qiáng)度,、剛度,、重量等為約束條件進(jìn)行該型蝸桿副幾何參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的方案，仿真結(jié)果表明該方案有明顯效果,。 運用推導(dǎo)獲得的蝸桿理論齒面方程,，精確描述蝸桿齒面的實際接觸線，將蝸桿型面沿接觸線進(jìn)行離散,，獲得蝸桿實體的三維離散模型,。在此基礎(chǔ)上，在OpenGL編程環(huán)境下,，以四邊形網(wǎng)格構(gòu)造蝸桿理論型面,，以邊界表示法中的半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)蝸桿實體，獲得蝸桿的三維實體模型及其型面數(shù)據(jù),。 在計算機(jī)虛擬環(huán)境下,，運用實體交、并,、差技術(shù),，模擬實際加工中的對偶范成法，虛擬包絡(luò)出蝸桿型面,。在虛擬加工過程中,，又應(yīng)用科學(xué)計算可視化技術(shù)的最新成果—駕馭式計算,，對整個虛擬計算過程進(jìn)行實時跟蹤，并可對虛擬加工過程中蝸桿實體的齒厚數(shù)據(jù)進(jìn)行駕馭,。
