CN106438850A - 多齿点啮合的环面蜗杆传动副 - Google Patents

多齿点啮合的环面蜗杆传动副 Download PDF

Info

Publication number
CN106438850A
CN106438850A CN201611082894.9A CN201611082894A CN106438850A CN 106438850 A CN106438850 A CN 106438850A CN 201611082894 A CN201611082894 A CN 201611082894A CN 106438850 A CN106438850 A CN 106438850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
worm
tooth surface
tooth
involute
theta
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611082894.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106438850B (zh
Inventor
陈永洪
罗文军
陈燕
张光辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201611082894.9A priority Critical patent/CN106438850B/zh
Publication of CN106438850A publication Critical patent/CN106438850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106438850B publication Critical patent/CN106438850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F16H55/0806—Involute profile
    • F16H55/0813—Intersecting-shaft arrangement of the toothed members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多齿点啮合的环面蜗杆传动副，包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮为渐开线齿轮结构，所述蜗杆为平面包络环面蜗杆结构；所述蜗轮的齿面为渐开线拉伸形成的渐开面，渐开线由发生线在基圆上做纯滚动产生；所述蜗杆的齿面由包络母面绕基圆旋转而包络形成；本发明具有传动比范围大、齿面均采用硬齿面精确磨削、承载能力高、传动可靠性高、易实现高精度加工、中心距可分、基圆半径可变、对制造及装配误差不敏感等优点，适用于电梯曳引机、机床分度台、工业机器人、雷达和火炮俯仰及回转系统等大速比精密重载设备中。

Description

多齿点啮合的环面蜗杆传动副
技术领域
本发明涉及一种环面蜗杆传动副，特别涉及一种多齿点啮合的环面蜗杆传动副。
背景技术
蜗杆传动属于交错轴传动，具有结构紧凑、传动平稳、噪音低及运动误差小等特点，而广泛应用于航空航天、船舶航海、矿山冶金、轨道交通、国防武器等领域。但是，目前蜗轮均采用蜗轮滚刀滚切加工，齿面光洁度及精度较低，为了保证良好的跑合性能蜗轮材质常采用软齿面材料，使得蜗杆传动副精度较差、承载能力不高；同时，蜗杆传动副为线接触，对制造及装配误差极为敏感。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多齿点啮合的环面蜗杆传动副，具有较高的精度和承载能力，对中心距及基圆半径等制造及装配误差不敏感。
本发明的多齿点啮合的环面蜗杆传动副，包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮为渐开线齿轮结构，所述蜗杆为平面包络环面蜗杆结构；所述蜗轮的齿面为渐开线拉伸形成的渐开面，渐开线由发生线在基圆上做纯滚动产生；所述蜗杆的齿面由包络母面绕基圆旋转而包络形成；
所述蜗轮采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗轮的齿面方程为：
其中，为渐开线齿轮的基圆半径，θ为渐开线展角，h为齿面轴向参数，T为向量转置；
所述蜗杆采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗杆的齿面方程为：
其中，
为工具齿轮的基圆半径，a为展成中心距，v为包络母面参数，为工具齿轮转动角位移，T为向量转置，w为蜗杆坐标系符号，为蜗杆专家，i12为成形传动比。
本发明的有益效果：本发明的多齿点啮合的环面蜗杆传动副，蜗轮和蜗杆均采用硬齿面材料制成且能够轻易精确磨削，传动副具有多对齿同时啮合，每对共轭齿面之间为点啮合，对中心距及基圆半径等制造及装配误差不敏感；本发明具有传动比范围大、齿面均采用硬齿面精确磨削、承载能力高、传动可靠性高、易实现高精度加工、中心距可分、基圆半径可变、对制造及装配误差不敏感等优点，适用于电梯曳引机、机床分度台、工业机器人、雷达和火炮俯仰及回转系统等大速比精密重载设备中。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的蜗轮的齿面结构图；
图3为本发明的蜗杆的齿面成形原理图；
图4为本发明的媒介齿轮的齿面结构图；
图5为本发明的蜗轮与蜗杆齿面间啮合特性图。
具体实施方式
如图所示：本实施例的多齿点啮合的环面蜗杆传动副，包括蜗轮1和蜗杆2，所述蜗轮1为渐开线齿轮结构，所述蜗杆2为平面包络环面蜗杆结构；所述蜗轮1的齿面为渐开线5拉伸形成的渐开面6，渐开线5由发生线4在基圆3上做纯滚动产生；所述蜗杆2的齿面由包络母面8绕基圆7旋转而包络形成；
所述蜗轮1采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗轮1的齿面方程为：
其中，为渐开线齿轮的基圆半径，θ为渐开线展角，h为齿面轴向参数，T为向量转置；
所述蜗杆2采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗杆2的齿面方程为：
其中，
为工具齿轮的基圆半径，a为展成中心距，v为包络母面参数，为工具齿轮转动角位移，T为向量转置，w为蜗杆坐标系符号，为蜗杆专家，i12为成形传动比。
如图4和图5所示，为便于理解，在传动副啮合面之间可设置一个媒介齿轮，媒介齿轮为一虚拟存在的齿轮，该媒介齿轮齿面10为平面并与基圆9相切，媒介齿轮的齿面方程为：
其中，为工具齿轮的基圆半径，u和v为包络母面参数，δ为平面起始角，T为向量转置；
蜗轮1与媒介齿轮之间沿轴向呈多齿线接触，蜗轮1的渐开面6与媒介齿轮齿面10的接触线11沿轴向分布；媒介齿轮与蜗杆2之间沿径向呈多齿线接触，蜗杆2的齿面与媒介齿轮齿面10的接触线12沿径向分布；抽除媒介齿轮齿厚后，在媒介齿轮齿面10上，接触线11与接触线12的交点为蜗轮1与蜗杆2的接触点13，传动副呈多齿点啮合。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种多齿点啮合的环面蜗杆传动副，包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮为渐开线齿轮结构，所述蜗杆为平面包络环面蜗杆结构；所述蜗轮的齿面为渐开线拉伸形成的渐开面，渐开线由发生线在基圆上做纯滚动产生；所述蜗杆的齿面由包络母面绕基圆旋转而包络形成；其特征在于：
所述蜗轮采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗轮的齿面方程为：
r i ( θ , h ) = r b i s i n θ - r b i θ c o s θ r b i c o s θ + r b i θ s i n θ h T
其中，为渐开线齿轮的基圆半径，θ为渐开线展角，h为齿面轴向参数，T为向量转置；
所述蜗杆采用硬齿面耐磨材料磨削成形，所述蜗杆的齿面方程为：
其中，
为工具齿轮的基圆半径，a为展成中心距，v为包络母面参数，为工具齿轮转动角位移，T为向量转置，w为蜗杆坐标系符号，为蜗杆转角，i12为成形传动比。
CN201611082894.9A 2016-11-30 2016-11-30 多齿点啮合的环面蜗杆传动副 Active CN106438850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611082894.9A CN106438850B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 多齿点啮合的环面蜗杆传动副

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611082894.9A CN106438850B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 多齿点啮合的环面蜗杆传动副

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106438850A true CN106438850A (zh) 2017-02-22
CN106438850B CN106438850B (zh) 2018-11-23

Family

ID=58223532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611082894.9A Active CN106438850B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 多齿点啮合的环面蜗杆传动副

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106438850B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107965550A (zh) * 2017-11-29 2018-04-27 海安县申菱电器制造有限公司 一种弧形面接触蜗轮蜗杆传动动力装置
CN111536218A (zh) * 2020-05-15 2020-08-14 重庆大学 点线演化环面蜗杆传动副及其工作方式
CN111750069A (zh) * 2020-07-14 2020-10-09 纳密智能科技(东莞)有限公司 消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4922781A (en) * 1985-08-24 1990-05-08 Shen Peiji Cycloidal equidistant curved gear transmission mechanism and its device
CN2079685U (zh) * 1990-02-14 1991-06-26 中国迅达电梯有限公司北京电梯厂 包络渐开线齿廓圆柱蜗杆传动机构
JPH03223558A (ja) * 1989-11-06 1991-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鼓形ウオームギヤ
CN1184219A (zh) * 1997-12-29 1998-06-10 赵翼瀚 点－线接触偏置蜗杆传动装置及其制造方法
CN101145247A (zh) * 2006-06-06 2008-03-19 上海师范大学 渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法
CN103047393A (zh) * 2012-12-29 2013-04-17 重庆大学 基于共轭曲线的蜗杆、蜗轮及其啮合副
CN103742601A (zh) * 2014-01-10 2014-04-23 西华大学 精密重载型变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4922781A (en) * 1985-08-24 1990-05-08 Shen Peiji Cycloidal equidistant curved gear transmission mechanism and its device
JPH03223558A (ja) * 1989-11-06 1991-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鼓形ウオームギヤ
CN2079685U (zh) * 1990-02-14 1991-06-26 中国迅达电梯有限公司北京电梯厂 包络渐开线齿廓圆柱蜗杆传动机构
CN1184219A (zh) * 1997-12-29 1998-06-10 赵翼瀚 点－线接触偏置蜗杆传动装置及其制造方法
CN101145247A (zh) * 2006-06-06 2008-03-19 上海师范大学 渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法
CN103047393A (zh) * 2012-12-29 2013-04-17 重庆大学 基于共轭曲线的蜗杆、蜗轮及其啮合副
CN103742601A (zh) * 2014-01-10 2014-04-23 西华大学 精密重载型变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107965550A (zh) * 2017-11-29 2018-04-27 海安县申菱电器制造有限公司 一种弧形面接触蜗轮蜗杆传动动力装置
CN111536218A (zh) * 2020-05-15 2020-08-14 重庆大学 点线演化环面蜗杆传动副及其工作方式
CN111750069A (zh) * 2020-07-14 2020-10-09 纳密智能科技(东莞)有限公司 消隙平面包络环面蜗轮结构、蜗轮消隙方法及加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106438850B (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9339879B2 (en) Processing method and processing device for concave-convex gear
EP3130822B1 (en) Point contact gear based on conjugate curves, meshing pair and machining tool therefor
CN102588558B (zh) 一种凹、凸环面渐开线齿轮及其设计、加工方法
EP0332450B1 (en) Double-toothed gear, system for generating its tooth profiles and differential speed reduction apparatus using it
CN110131382B (zh) 无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构
US20130042711A1 (en) Double involute pinion-face gear drive system
CN106438850A (zh) 多齿点啮合的环面蜗杆传动副
CN103075493A (zh) 基于共轭曲线的锥齿轮及其啮合副
JP2011161592A5 (ja) 揺動歯車の加工方法および加工装置
CN111911593A (zh) 一种非正交蜗杆传动副及其建模方法和制造方法
CN109084006B (zh) 摆线齿轮的三角函数修形方法及摆线针轮减速器
CN108343725B (zh) 一种基于对数的摆线轮齿廓修形方法及摆线轮、rv减速器
CN210106521U (zh) 无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构
CA1199208A (en) Method of face mill generation of spiral bevel gears with integral central structure and resulting product
Chen et al. Error-sensitivity analysis of hourglass worm gearing with spherical meshing elements
US20070295130A1 (en) Pinion meshing with a given face gear in accordance with altered design parameters
EP2535135B1 (en) Machining method for nutation gear
CN110802422B (zh) 一种无回差机床转台
CN110802280B (zh) 一种渐开线螺旋锥齿轮齿面设计方法
CN112935415A (zh) 一种变齿厚渐开线斜齿圆柱齿轮滚切加工及滚刀设计方法
US20050063794A1 (en) Method of producing an enveloping worm
CN108406005B (zh) 一种线齿轮数控加工方法及其专用卧式铣床
CN114505543A (zh) 基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法
WO2004102036A2 (en) Enveloping worm transmission and machining of enveloping worm transmission
CN114673764A (zh) 一种非正交椭圆环面蜗杆齿轮副

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant