基于微分幾何學(xué)的新型(H型)球面螺旋副特性研究與機構(gòu)設(shè)計.pdf

1、螺旋曲面的相關(guān)產(chǎn)品在工程中應(yīng)用廣泛，比如精密螺桿、蝸桿凸輪、以及航天航空、國防等尖端機械行業(yè)，都是對螺旋曲面的不斷成功開發(fā)和應(yīng)用。因為螺旋曲面產(chǎn)品的加工難度相比其他一般曲面的加工難度大得多，而且精度要求高，因此在一定程度上螺旋曲面的加工已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。此外，新型螺旋曲面的研究和應(yīng)用也是當(dāng)今工程領(lǐng)域發(fā)展的重要途徑。本文就是在對螺旋曲面的理論成形原理以及歸類研究基礎(chǔ)上，對球面螺旋面豐富的潛在特征性能研究與應(yīng)

2、用。
　　首先，在螺旋曲面分類和成形原理的基礎(chǔ)上，將螺旋曲面的成形運動分解成基于質(zhì)點成形運動和基于端面型線成形運動的組合。根據(jù)不同運動的組合將螺旋曲線、螺旋曲面分別歸為三類。并由此給出了球面螺旋線、球面螺旋面的成形原理和成形運動；并且建立球面螺旋線、球面螺旋面的數(shù)學(xué)模型，運用微分幾何原理偏導(dǎo)數(shù)方法求解球面螺旋線的一階、二階、三階偏導(dǎo)數(shù)，計算球面螺旋線的曲率、撓率以及曲率和撓率的關(guān)系；研究球面螺旋線螺旋角，以及球面螺旋線螺旋角與λ的

3、關(guān)系，探究球面螺旋線螺旋角的變化與否。分析研究球面螺旋線的螺距與特征參數(shù)的關(guān)系，并給出其數(shù)學(xué)表達式。
　　當(dāng)球面螺旋面滿足參數(shù)α0=β0sinλ的前提下，根據(jù)球面螺旋面的豐富的特性設(shè)計球面螺旋副，根據(jù)摩擦因數(shù)與螺旋角度的關(guān)系探索螺旋副在嚙合過程中是否能夠?qū)崿F(xiàn)純滾動嚙合形式，以提高嚙合效率減少由于摩擦產(chǎn)生的熱量，使得運動傳遞過程中更加平穩(wěn)；并研究球面螺旋副中球面螺旋線的螺距、嚙合副之間的壓力角、重合度以及傳動比與所建球面螺旋面參數(shù)的

4、關(guān)系。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)對螺旋曲線和螺旋曲面的成形運動特性進行分解研究，通過質(zhì)點的成形與端面型線的多種特征研究螺旋面的成形原理；并且通過成形運動的分運動組合形式推導(dǎo)出球面螺旋面的成形原理和成形特性。
　　(2)研究球面螺旋線和球面螺旋面的基本運動參變量，探索球面螺旋線與球面螺旋面的數(shù)學(xué)模型，并且建立描述球面螺旋面的基本特征參數(shù)集和相關(guān)導(dǎo)出參數(shù)集。以實現(xiàn)對球面螺旋線、球面螺旋面的參數(shù)化的特征表達。

5、>　　(3)運用微分幾何原理研究球面螺旋線的特征參數(shù)在滿足一定條件下的幾何特征。并通過球面螺旋面的成形特性與球面螺旋線的成形原理間的聯(lián)系，研究特征參數(shù)集與球面螺旋線、球面螺旋面幾何特征、運動特性以及力學(xué)特性的關(guān)系。
　　(4)根據(jù)其某一特征參數(shù)集下的球面螺旋面的幾何特征、運動和力學(xué)特性，設(shè)計球面螺旋副機構(gòu)，研究其不同嚙合方式下的特點，并具體分析研究球面螺旋副的基本性能參數(shù)，如：傳動比、重合度、壓力角以及自鎖特性。
　　(5)