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基于啮合间隙的螺杆齿形设计与成形加工方法

张元勋  唐倩  江振伟  李忠华  
【摘要】:针对螺杆泵关键部件螺杆转子设计过程复杂、加工难度高导致啮合间隙不均匀的问题,在分析螺杆啮合间隙形成机理基础上,运用空间解析几何基础理论,提出基于啮合间隙的螺杆齿形设计新方法,建立螺杆加工过程进刀轨迹-螺杆齿形-啮合间隙转换方程;结合微分几何等距曲面构型原理,得到预定加工间隙的螺杆端面齿形;研究螺杆与刀具在加工过程中的空间包络特性与几何特性,结合机床、螺杆、刀具协同运动所生成的接触线形状和空间位置参数,提出一种基于离散点齿形的螺杆加工成形刀具设计方法——形位几何法,该方法基于具有稳定接触的包络结构,将抽象的空间包络问题转化为平面解析几何问题,简化包络求解模型,克服传统啮合理论设计刀具时无法精确计算齿形曲线尖点的关键性技术难点,提高成形刀具齿形设计的精确性。

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