CN1057720C - 加工蜗杆的磨轮及蜗杆传动副的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

一种蜗杆传动副的加工工艺及加工蜗杆的磨轮涉及二次包络环面蜗杆副的加工工艺及加工蜗杆的磨轮。磨轮有效加工面的母线由在同一平面内的线段和与该线段端点光滑连接并具有单调性的非线性曲线段构成，该母线与磨轮的转轴位于同一平面内，且绕磨轮的转轴旋转而形成的回转面为磨轮的有效加工面。用该磨轮为母面包络加工出的蜗杆传动副的蜗轮蜗杆在啮合时，齿面的几何接触形态十分有利于润滑油膜的形成，故该种蜗杆传动副具有高承载能力、高传动效率、长使用寿命。

Description

加工蜗杆的磨轮及蜗杆传动副的加工工艺
本发明涉及一种加工蜗杆的磨轮及二次包络环面蜗杆传动副的加工工艺。
现在，二次包络蜗杆传动已广泛应用于重载传动装置中，其中平面二次包络环面蜗杆传动副是这样构成的：以一平面磨轮包络加工出蜗杆齿面(参见附图1)，再以蜗杆齿面为刀具面包络加工出蜗轮，这样的一对蜗轮蜗杆构成平面二次包络环面蜗杆传动副。平面二次包络环面蜗杆传动副的加工工艺参见1988年1月由四川科学技术出版社出版，杜厚金，江有渝编著的《平面二次包络环面蜗杆传动的制造工艺》第八页图1-1。
分析二次包络环面蜗杆传动副的齿面几何接触形态可知，当蜗轮蜗杆啮合时，接触线在蜗轮齿面上的分布示意图参见附图2。随着啮合的继续，接触线按图2中箭头所指的方向运动。显然，在蜗轮蜗杆齿面的整个啮合过程中，蜗轮齿面与蜗杆齿面通过接触线在啮合齿面间形成的空间经历了一个从双开口的空间(参见附图4)到只有一个开口的半封闭空间(参见附图5)的过程。在整个啮合过程中，接触线按附图2的箭头所指的方向连续运动，使得蜗轮齿面与蜗杆齿面通过接触线在啮合齿面间形成的空间的体积逐渐减少，被围在该空间中的润滑油从开口处流出，由于该空间的开口面积(不论是双开口或只有一个开口的情况)大，润滑油流出开口所产生的“挤压效应”不显著，故不能保证润滑油膜的形成，这就使得蜗杆传动副的承载能力、传动效率的提高、使用寿命的延长受到了极大的限制。
此外，长期以来，二次包络环面蜗杆副的蜗杆在加工时，蜗杆齿顶的倒角都是在蜗杆螺纹切制完毕后，用车刀刀具凭经验去靠拨加工而成，这种做法破坏了蜗杆齿面靠齿顶部分的共轭面结构。
已公布的中国发明专利申请(其申请号为：92108209.6)“回转面包络环面蜗杆副的加工工艺及其磨轮”存在二个问题，其一，该蜗杆传动副在啮合的前半部分，啮合齿面间形成的空间仍存在一个大的开口，“挤压效应”并不显著；其二，构成磨轮磨削面的曲线段为圆弧、椭圆、双曲线、抛物线，而另外的线段为直线段时，在两线段的接合处，二阶导数不连续，由二次包络环面蜗杆传动的啮合方程知，齿面将产生奇点，这是致命的缺陷。
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种加工蜗杆的磨轮及蜗杆传动副的加工工艺，以达到蜗杆传动副的啮合齿面的几何接触形态有利于润滑油膜的形成。
为了实现上述发明的目的，本发明的磨轮是在现有磨轮的基础上对其有效加工面进行了改进，该磨轮有效加工面的母线由在同一平面内的线段和与该线段端点光滑连接且具有单调性的非线性曲线段构成，每一连接点处二阶导数连续，以保证加工处的齿面无尖点，与线段端点光滑连接的具有单调性非线性曲线段的二阶导数值异号，以保证与线段端点连接的曲线的凹向相反，且该母线与磨轮的转轴位于一平面内，该母线绕磨轮的转轴旋转而形成的回转面为磨轮的有效加工面。本发明的加工工艺是这样的：在现有的平面二次包络环面蜗杆传动副的加工工艺(参见附图3)的基础上，当蜗杆螺纹切制完毕后，有关对齿面的加工就用上述的、在现有磨轮的基础对其有效加工面进行了改进的加工蜗杆的磨轮在滚齿机上粗磨和精磨蜗杆齿面以及蜗杆刀具即用于加工蜗轮齿面。
本发明技术与现有技术相比，具有以下技术效果：
由于包络加工蜗杆齿面及蜗杆刀具(用于加工蜗轮齿面)的磨轮的有效加工面是由于简单曲面结合而成，即磨轮的有效加工面的母线由在同一平面内的线段和与该线段端点光滑连接并具有单调性的非线性曲线段构成，该母线绕磨轮的转轴旋转而成的回转面为磨轮的有效加工面，线段两端的非线性曲线段绕磨轮转轴旋转形成的回转面构成的磨轮的有效加工面分别包络加工出蜗杆的齿根齿面与齿根面的交接处及蜗杆齿顶齿面与齿顶面的交接处，同时，线段的回转面构成的磨轮有效加工面包络加工出蜗杆的其余齿面。显然，当用上述磨轮包络加工蜗杆齿面及蜗杆刀具，再用蜗杆刀具加工出蜗轮，这样的二次包络环面蜗杆传动副的蜗轮蜗杆相啮合时，由于蜗杆齿顶齿面与蜗杆齿顶面的交接处为一曲面，蜗轮齿根面与蜗轮齿根齿面的交接处也是一曲面，且这两曲面是一对共轭曲面，在啮合时一定有接触线存在；同时，也由于蜗杆的齿根面与蜗杆齿根齿面的交接处为一曲面，蜗轮齿顶面与蜗轮齿顶齿面的交接处也是一曲面，且这两曲面也是一对共轭曲面，在啮合时也一定有接触线存在，上述的两种接触线的切线与齿面的中间区域的接触线的切线夹角较大。因此，蜗轮蜗杆齿面沿整条接触线形成了开口很小的空间，当该空间的体积随啮合的继续而逐渐变小时，被围在该空间中的润滑油从很小的开口处流出。产生了非显著的“挤压效应”，使得润滑油膜十分容易形成，极大地改善了齿面润滑状态。故本发明提出的二次包络环面蜗杆传动具有高承载能力、高传动效率、长使用寿命。图8是本发明提出的二次包络环面蜗杆传动为一种参数时接触线在蜗轮齿面上的分布示意图，图9是本发明提出的二次包络环面蜗杆传动为另一种参数时接触线在蜗轮齿面上的分布示意图。这两图说明了这一技术效果。
现有的平面二次包络环面蜗杆传动副加工工艺中，当蜗杆螺纹切制完备后，需用车刀凭经验去靠拨加工蜗杆齿顶的倒角，这种作法破坏了蜗杆齿面靠齿顶部分的共轭面结构。而在本发明中，被车刀车削的蜗杆齿顶部分被磨轮加工成了共轭曲面，使得蜗杆齿面靠齿顶部分的共轭面结构保持完整。
因此，本发明提出的二次包络环面蜗杆传动副的加工工艺与现有的平面二次包络环面蜗杆传动副的制造工工艺相比，只是包络加工蜗杆齿面及蜗杆刀具的磨轮不同，故容易实施。
图1是平面二次包络环面蜗杆传动副的蜗杆齿面由平面磨轮包络加工的示意图。
图2是二次包络环面蜗杆传动副在啮合时，接触线在蜗轮齿面上分布的示意图。
图3是平面二次包络环面蜗杆传动副加工工艺流程图。
图4是二次包络环面蜗杆传动副在啮合过程的前半部分，蜗轮蜗杆齿面通过接触线在啮合齿面间形成的双开口空间示意图。
图5是二次包络环面蜗杆传动副在啮合过程的后半部分，蜗轮蜗杆齿面通过接触线在啮合齿面间形成的单开口空间示意图。
图6为本发明的一种磨轮的结构图。
图7为图6的有效加工面处的放大图。
图8为一种参数的蜗杆传动副的接触线在蜗轮齿面上的分布示意图。
图9为另一种参数的蜗杆传动副的接触线在蜗轮齿面上的分布示意图。
下面结合附图予以详细说明：
上述加工蜗杆的磨轮有效加工面的母线的每一单调性非线性曲线段可为单一的非线性曲线段，或不相同多段曲线光滑连接构成一单调性非线性曲线段；还可以是线段的一端为单一的单调性非线性曲线段，而另一端为不相同的多段曲线光滑连接构成一单调性非线性曲线段。
在附图6和附图7中，给出了本发明的蜗杆传动副的一种磨轮的结构图。它包括磨轮本体，磨轮中心轴孔，A-A为磨轮的转轴，非线性线段ab、cd与垂直于转轴A-A的直线段bc光滑连接构成平面曲线ad，该平面曲线绕A-A轴旋转形成的回转面为磨轮的有效加工面。其中bc长4～20mm，非线性曲线段ab、cd段分别为截取曲线f(x)＝0.00001x4从座标原点开始的1.5～8.5mm长的曲线段，且从座标原点处与直线段bc相连。磨轮外圆直径为φ200-φ400mm，磨轮厚度为15～30mm，磨轮中心孔的直径为φ750 +0.03mm，磨轮的边缘厚度为2～10mm。
在附图8中，给出一种本发明的蜗杆传动副的接触线在蜗轮齿面分布的示意图。具体参数为：蜗轮副中心距A＝125mm，蜗杆头数Z1＝1，蜗轮齿数Z2＝40，加工蜗杆的磨轮的轴截面参见附图6和附图7，其中，直线段bc长3～13mm，且垂直于磨轮的转轴A-A，ab、cd分别为截取曲线f(x＝)0.00001x6从座标原点开始的1.5～7.5mm长的非线性曲线段；附图9给出的是ab、cd分别为截取曲线f(x)＝0.00001x4从坐标原点开始的1.5～7.5mm长的非线性曲线段；而其余参数同附图8的参数时，接触线在蜗轮齿面上的分布示意图。

Claims (7)

1.一种加工蜗杆的磨轮，包括磨轮本体，磨轮中心轴孔，其特征在于：
该磨轮有效加工面的母线由在同一平面内的线段与该线段端点光滑连接并具有单调性的非线性曲线段构成，该母线与磨轮的转轴位于同一平面内，且绕磨轮的转轴旋转而形成的回转面为磨轮的有效加工面，每一连接点处二阶导数连续，与线段端点光滑连接的具有单调性的非线性曲线段的二阶导数值异号。
2.根据权利要求1所述的加工蜗杆的磨轮，其特征在于磨轮有效加工面的母线上的每一单调非线性曲线段为单一的非线曲线段。
3.根据权利要求1所述的加工蜗杆的磨轮，其特征在于磨轮有效加工面的母线上的每一单调非线性曲线段为不相同的多段曲线光滑连接构成。
4.根据权利要求1所述的加工蜗杆的磨轮，其特征在于磨轮有效加工面的母线由线段的一端为单一的单调非线性曲线段，其另一端为不相同的多段曲线光滑连接而成一单调非线性曲线段构成。
5.根据权利要求1所述的加工蜗杆的磨轮，其特征在于两条非线性线段与垂直于转轴的直线段的两端光滑连接构成平面曲线，该平面曲线绕磨轮轴旋转形成的回转面为磨轮的有效加工面；其中直线长4～20mm，非线性曲线段分别为截取曲线f(x)＝0.00001x4从座标原点开始的1.5～8.5mm长的曲线段，且从座标原点处与直线段相连，磨轮外圆直径φ200～φ400mm，磨轮厚度为15～30mm，磨轮中心孔的直径为φ750 +0.03mm，磨轮的边缘厚度为2～10mm。
6.根据权利要求1所述的加工蜗杆的磨轮，其特征在于磨轮的有效加工面母线的直线段的长度为3～13mm，非线性曲线段的长分别截取曲线f(x)＝0.00001x6从坐标原点开始的1.5～7.5mm。
7.一种蜗杆传动副的加工工艺，其特征在于：
(1)车削蜗杆，
(2)用直线刀刃初切蜗杆齿面，
(3)用加工蜗杆的磨轮粗磨蜗杆齿面，
(4)用加工蜗杆的磨轮精磨蜗杆齿面，
(5)用加工蜗杆的磨轮磨削加工蜗轮的滚刀，
(6)用滚刀加工蜗轮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106513864B (zh) * 2016-12-05 2018-09-21 湘潭大学 一种平面二次包络环面蜗杆五轴高效加工方法
CN109163084A (zh) * 2018-10-26 2019-01-08 南京康尼精密机械有限公司 一种自动消隙蜗轮蜗杆结构及其加工方法与消隙方法
CN113175501B (zh) * 2021-05-18 2022-04-08 成都理工大学 一种平面二次包络环面蜗轮蜗杆及其制造方法
CN113175498B (zh) * 2021-05-18 2022-07-08 成都理工大学 一种组合式蜗轮蜗杆传动机构及其加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5274129A (en) * 1991-06-12 1993-12-28 Idaho Research Foundation, Inc. Hydroxamic acid crown ethers
CN1084440A (zh) * 1992-09-23 1994-03-30 重庆大学 点接触包络环面蜗轮副加工方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5274129A (en) * 1991-06-12 1993-12-28 Idaho Research Foundation, Inc. Hydroxamic acid crown ethers
CN1084440A (zh) * 1992-09-23 1994-03-30 重庆大学 点接触包络环面蜗轮副加工方法

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