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湘 潭 大 学 机械工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 超环面行星蜗杆传动 数控转台 的设计 3D 建模与装配 姓 名 张健 学号 2006183931 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 机二 指导教师 胡自化 职称 教授 填写时间 2010 年 4 月 21 日 2010 年 4 月 说 明 1根据 湘潭大学 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见， 系主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计 (论文 )开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 6. 填写说明： (1) 课题性质 ：可填写 A工程设计； B 论文； C. 工程技术研究； (2) 课题来源： 可填写 A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题； C 校 级基金课题； D自拟课题。 (3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。 (4) 参考文献不能少于 10 篇。 (5) 填写内容的字体大小为小四 ，表格所留空不够可增页 。 本科毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 张健 学 号 2006183931 专 业 机械设计制造及其自 动化 指导教师 胡自化 职 称 教授 所在系 工 程系 课题来源 科研科目 课题性质 工程技术研究 课题名称 超环面行星蜗杆传动 数控转台的设计 一、选题的依据 、 课题的意义 及国内外基本研究情况 超环面行星蜗杆传动是 1966 年由美国 统公司的 出的发明专利，它由中心蜗杆、行星蜗轮、超环面内齿轮、行星架以及滚动体等组成。该机构工作时，运动由中心蜗杆输入并带动行星蜗轮旋转，当超环面内齿轮不动时，行星蜗轮作环状的螺旋运动，并通过与输出轴固连的行星架实现运动的输出。中心蜗杆与行星蜗轮和超环面内齿轮与行星蜗轮之间的啮合是通过滚 动体实现的。超环面行星蜗杆传动是一种滚动啮合的行星蜗杆传动，它改变了传统齿轮传动的啮合特性，将蜗杆传动噪音低、振动小和同时啮合齿数多的优点与行星传动结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力高（功率分流）、传动功率及传动比范围广的优点紧密结合起来，是一种高效率、结构紧凑的传动。所以，超环面行星蜗杆传动具有高效、节省材料和传递功率大等优点。 对超环面行星蜗杆传动的设计、制造和载荷计算等方面的研究，一般都集中在对超环面内齿轮的加工方法与加工工艺的研究。陈定方等人通过对滚齿机的改装，加工出了这种传动的超环面内齿轮并完成了 样机的制造，但由于加工精度 等原因，样机“工作原理无误，惜于制造精度不高，而未进行任何台架实验”。姚立纲提出了采用飞刀粗切超环面内齿轮齿形，然后再精确磨削的包络加工方法，采用两片超环面内齿轮同时切齿，保证了加工与装配精度，并成功地制造出了样机，经实验，传动效率可达 85%。姚立纲还对这种传动结构参数选择原则和均载原理进行了深入的研究，提出了采用浮动行星蜗轮的油膜均载方法，经实际安装和运行表明均载效果良好。燕山大学的许立忠等人在国家自然科学基金的资助下对超环面行星蜗杆传动的效率和承载情况进行了研究，证明了这种传动的啮合由于以滚动摩擦为主而 具有较高的啮合效率，一般可达 97%以上，而且，啮合效率的高低与结构参数的选取有直接关系，这也和德国学者研制的减速器的效率相一致，同时他们也对超环面蜗杆传动的摩擦理论以及接触应力进行了研究，使得该传动在理论上不断完善。 超环面行星蜗杆传动在国内的研究尚未成熟，因此在不少领域存在理论和实践空白，本文力争在已有研究的基础上解决一些关键技术问题。 二、 研究内容 、 预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施 本课题对超环面行星蜗杆传动进行基于误差的啮合理论分析研究，中心蜗杆和超环面内齿轮复杂 齿面建模，传动系统的运动、动力仿真以及数控加工仿真和物理样机的数控加工制造及试验等进行研究，主要完成以下研究内容： 动效率的研究计算、啮合原理的研究、轴承寿命的校核、数控转台的设计。 3基于三维方程对超环面行星蜗杆传动减速器的实体的三维建模和装配进行了研究。 4研究了基于误差的超环面行星蜗杆传动啮合理论，并对误差对传动性能 的影响进行了分析。 关键理论是 建立了基于误差的超环面行星蜗杆传动的啮合理论体系，推导了基于误差的啮合方 程、齿面方程、接触线方程、齿廓曲线方程、螺旋线方程、螺旋升角方程、界限曲线方程以及诱导法曲率方程。分析了各种误差对啮合接触线、螺旋升角以及诱导法曲率的影响。提出中心蜗杆和内超环面齿轮的数控成形原理，完成了中心蜗杆和内超环面齿轮的数控加工和超环面行星蜗杆减速器样机的加工制造。最后，完成了减速器的装配和试验。 三、主要特色及工作进度 主要特色： 利用计算机辅助设计技术，基于 件对理论设计的进行参数化建模， 动态仿真和关键零件的有限元分析。 工作进度： 收集查阅了有关 超环面行星蜗杆传动 设计背景资料 ，制定了设计提纲和计划，完成了软件的应用学习。 四、主要参考文献 （按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） 1姚立纲 D. 哈尔滨 :哈尔滨工业大学 , 1996. 2姚立纲 ,郑建祥 ,李尚信 ,徐晓俊 ,李华敏 的啮合分析 J1996,20(3):128132. 3齿轮手册编委会齿轮手册 (上册 )北京：机械工业出版社， 1990 4 张春丽 ,徐晓俊 ,董申 J , 2000, 11(7): 7495姚立刚等包络法加工超环面行星蜗杆传动定子的研究机械传动 ,1996,20(3) 2426 6张春丽 ,徐晓俊 ,董申 J 2000, 11(7): 7497许立忠 ,曲继方 ,赵永生 J 1998