基于媒介齿轮的修正型渐开线包络环面蜗杆传动啮合性能分析

陈燕; 叶强; 赵亮亮; 严磊; 陈永洪

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2024.07.006

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基于媒介齿轮的修正型渐开线包络环面蜗杆传动啮合性能分析

理论研究 | 更新时间：2024-07-22

- 基于媒介齿轮的修正型渐开线包络环面蜗杆传动啮合性能分析
- Analysis on the Meshing Performance of Modified Involute Enveloping Toroidal Worm Transmission Based on Medium Gears
- 机械传动 2024年48卷第7期页码：49-54
- 作者机构：
  
  1.重庆商务职业学院人工智能学院，重庆 401331
  2.国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司，陕西宝鸡 721002
  3.宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡 721002
  4.成都电讯达科技有限公司，四川成都 610051
  5.重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室，重庆 400044
- 作者简介：
  
  陈燕（1985— ），女，重庆酉阳人，土家族，博士，副教授；主要研究方向为机械传动及计算机辅助分析；chenyan-85@163.com。
- 基金信息：
  
  国家油气钻井装备工程技术研究中心开放基金项目(BOMCO-J118-JKY006-2022┫重庆市教委科学技术资助项目┣KJZD-K202204401;KJZD-K202104401;KJQN202004403)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2024.07.006
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2024-07-15，
  
  收稿日期：2023-05-05，
  
  修回日期：2023-06-06，
- 稿件说明：
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陈燕,叶强,赵亮亮等.基于媒介齿轮的修正型渐开线包络环面蜗杆传动啮合性能分析[J].机械传动,2024,48(07):49-54.

Chen Yan,Ye Qiang,Zhao Liangliang,et al.Analysis on the Meshing Performance of Modified Involute Enveloping Toroidal Worm Transmission Based on Medium Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(07):49-54.
陈燕,叶强,赵亮亮等.基于媒介齿轮的修正型渐开线包络环面蜗杆传动啮合性能分析[J].机械传动,2024,48(07):49-54. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.07.006.

Chen Yan,Ye Qiang,Zhao Liangliang,et al.Analysis on the Meshing Performance of Modified Involute Enveloping Toroidal Worm Transmission Based on Medium Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(07):49-54. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.07.006.

摘要

环面蜗杆传动因其多齿啮合特性而具有承载能力强等优势，但其约束数相应增加，对制造误差及装配误差更为敏感。为降低重载环面蜗杆传动的误差敏感性，提出了一种修正型渐开线齿轮包络环面蜗杆传动。构建渐开线齿轮与媒介齿轮及环面蜗杆三者之间的啮合几何学模型，建立了传动副空间点接触局部共轭接触分析方法；通过数值分析及有限元仿真分析，揭示了修正型渐开线齿轮包络环面蜗杆传动啮合特性的变化规律。结果表明，该新型环面蜗杆传动具有较低的误差敏感性，同时保持了高载荷下的承载能力。针对某人机交互7 000 m自动化钻机重载机器人回转关节，研制了修正型渐开线包络环面蜗杆传动减速器样机，并进行了相关性能试验，验证了理论分析的准确性。

Abstract

Due to the characteristics of multi-tooth line contact

toroidal involute worm drive has the advantages of high bearing capacity and so on. However

due to increased constraints

it is more sensitive to manufacturing error and assembly error. To reduce the error sensitivity

this study proposes a modified toroidal involute worm drive based on the medium gear. The meshing geometry model between involute gears

medium gears and toroidal worms is constructed

and the local conjugate contact analysis method of space points of the drive pair is established. The spatial point-contact analysis method is developed

combined with numerical analysis and finite element simulation analysis

and the variation principles of meshing characteristics are revealed.The results show that the novel toroidal worm drive has lower error sensitivity

and can maintain the bearing capacity under high load. Based on a man-machine interactive heavy-duty robot rotary joint applied to 7 km automatic drilling rigs

a prototype of modified involute enveloping toroidal worm drive reducers is developed

and the correctness of theoretical analysis is verified.

关键词

环面蜗杆传动啮合几何学媒介齿轮误差敏感性

Keywords

Toroidal worm driveMeshing geometryMedium gearError sensitivity

references

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