CN1970208A - 一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副及其制造方法 - Google Patents

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CN1970208A CN 200610124466 CN200610124466A CN1970208A CN 1970208 A CN1970208 A CN 1970208A CN 200610124466 CN200610124466 CN 200610124466 CN 200610124466 A CN200610124466 A CN 200610124466A CN 1970208 A CN1970208 A CN 1970208A
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赵亚平
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F13/00—Making worms by methods essentially requiring the use of machines of the gear-cutting type
    • B23F13/06—Making worms of globoidal shape

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副及其制造方法。其技术方案是：以一平面曲线AB为盘形刀具[2]刃口线型，以该曲线AB形成的回转曲面和与曲线AB关于刀具[2]中间平面对称的曲线A′B′形成的回转曲面作为盘形刀具[2]的双产形面，加工环面蜗杆[1]齿槽的两侧面，得到一次包络环面蜗杆[1]的螺旋齿面；再由环面蜗杆[1]螺旋面为刀具产形面，加工蜗轮齿面，由一次包络得到的环面蜗杆[1]螺旋齿面与二次包络得到的蜗轮齿面相啮合，形成双回转曲面二次包络环面蜗杆副。本发明具有可简化相关刀座结构、缩短磨削辅助时间、易于保证较高加工精度、可实现凹凸齿啮合、瞬时接触线法向诱导法曲率较小、能够灵活方便地实现失配修形的特点。

Description

一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副及其制造方法
技术领域
本发明属于二次包络环面蜗杆传动装置技术领域。尤其涉及一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副及其制造方法。
背景技术
现有的二次包络环面蜗杆传动中，平面二包和单锥面、双锥面二包较为成熟。它们共同的优点是承载能力大、传动效率高、使用寿命长。不足之处在于，当蜗杆在头数较多(Z1＞6)或速比较小(i12＜10)时，平面二包容易发生根切或边齿顶变尖；磨削平面二包或单锥面二包蜗杆齿槽的两侧齿廓需要分别进行，所以刀座结构和机床调整较复杂，辅助时间长，降低了加工精度；与平面二包相比，双锥面二包的瞬时接触线密集，总接触区减小，而且随着蜗杆头数的增多，微观啮合质量有所下降(董学朱，环面蜗杆传动设计和修形，北京：机械工业出版社，2004)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可简化相关刀座结构、缩短磨削辅助时间、易于保证较高加工精度、可实现凹凸齿啮合、瞬时接触线法向诱导法曲率较小、能够灵活方便地实现失配修形的双回转曲面二次包络环面蜗杆副。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以一平面曲线AB为盘形刀具刃口线型，以该曲线AB形成的回转曲面和与曲线AB关于刀具中间平面对称的曲线A′B′形成的回转曲面作为盘形刀具的双产形面，加工环面蜗杆齿槽的两侧面，得到一次包络环面蜗杆的螺旋齿面；再由环面蜗杆螺旋面为刀具产形面加工出蜗轮齿面，由一次包络得到的环面蜗杆螺旋齿面与二次包络得到的蜗轮齿面相啮合，形成双回转曲面二次包络环面蜗杆副。
其中，所述的盘形刀具刃口线型为二次曲线、各种螺线、摆线及曳物线中的一种；盘形刀具或为砂轮或为盘铣刀；盘形刀具刃口线型选定某一平面曲线后，如采用此曲线的不同线段，所得环面蜗杆副啮合特性有所不同。
所述的盘形刀具中的砂轮用于精磨加工，盘形刀具中的铣刀用于在环面蜗杆毛坯上铣削齿槽。
由于采用上述技术方案，本发明除了具有平面二包和锥面二包承载能力大、传动效率高、使用寿命长等优点之外，还具备以下特点：在多头数或小传动比条件下，根切或边齿顶变尖的危险性减小；而且在磨削环面蜗杆时，可以同时加工一齿槽的两侧面，从而简化了相关刀座结构，缩短了磨削辅助时间，易于保证较高的加工精度；可以实现凹凸齿啮合，瞬时接触线法向诱导法曲率较小，能够灵活方便的实现失配修形。
附图说明
图1为本发明的环面蜗杆[1]精磨加工示意图；
图2为图1中刀具[2]的形状示意图；
图3为图1中刀具[2]轴线相对于蜗轮中间平面倾角β示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副的制造方法，环面蜗杆[1]精磨加工如图1所示。环面蜗杆[1]毛坯和刀座分别以角速度ω和ωd绕各自轴线回转，刀座轴线与蜗轮轴线重合，环面蜗杆[1]毛坯与刀座的速比等于环面蜗杆副的传动比，即i1d＝i12。刀具[2]为砂轮(本实施例将刀具具体为砂轮[2])，砂轮以角速度ωs绕其自身轴线回转。
本实施例选定的平面曲线AB如图2所示，作为砂轮轴截面内的工作廓线，为一段圆弧。以该曲线AB形成的回转曲面和与曲线AB关于砂轮[2]中间平面对称的曲线A′B′形成的回转曲面作为砂轮[2]的双产形面，加工环面蜗杆[1]齿槽的两侧面，得到一次包络环面蜗杆[1]螺旋齿面。再由环面蜗杆[1]螺旋面为刀具产
形面(即以此螺旋面为基本蜗杆，制造滚刀)，加工蜗轮齿面。蜗轮毛坯与滚刀在机床上的安装关系与相对运动关系都和相应环面蜗杆副相同，精滚后制成蜗轮。这样的一对蜗轮蜗杆构成本实施例的双圆环面二次包络环面蜗杆副。
砂轮形状如图2所示，其表面由两个部分圆环面、两平面和一个圆柱面组成。其中两个部分圆环面为其产形面，由砂轮轴截面内关于中间平面对称的两段工作廓线AB和A′B′形成，也就是本发明所谓的双回转曲面。由它们分别磨削展成环面蜗杆[1]齿槽两侧齿面。
砂轮轴线[4]如图3所示相对于蜗轮中间平面[3]倾角为β，β≥0。为了实现环面蜗杆[1]齿槽两侧齿面的同时磨削，在给定砂轮[2]半径rd、砂轮[2]工作廓线圆弧半径ρ及砂轮[2]轴线倾角β条件下，需要根据环面蜗杆[1]轴截面内喉部齿形角和分度圆弦齿厚，确定砂轮[2]顶宽值sa及工作廓线圆弧圆心位置。
本实施例除了具有平面二包和锥面二包承载能力大、传动效率高、使用寿命长等优点之外，还具备以下特点：在多头数或小传动比条件下，根切或边齿顶变尖的危险性减小；而且在磨削蜗杆时，可以同时加工一齿槽的两侧面，从而简化了相关刀座结构，缩短了磨削辅助时间，易于保证较高的加工精度；可以实现凹凸齿啮合，瞬时接触线法向诱导法曲率较小，能够灵活方便的实现失配修形。
上述实施例中，砂轮轴截面内工作廓线AB和A′B′如果选择为二次曲线、各种螺线、摆线、曳物线，则可以加工出轴截面内齿廓形状各异的一次包络环面蜗杆齿面，再以该环面蜗杆螺旋面为刀具产形面加工出二次包络蜗轮齿面，由一次包络环面蜗杆齿面和二次包络蜗轮齿面相配，组成啮合特性各异的双回转曲面二次包络环面蜗杆副。如果选用上述平面曲线的不同线段作为砂轮轴截面内的两对称工作廓线，形成双回转产形面，得到的环面蜗杆副啮合性能有所不同。

Claims (5)

1、一种双回转曲面二次包络环面蜗杆副的制造方法，其特征在于以一平面曲线AB为盘形刀具[2]刃口线型，以该曲线AB形成的回转曲面和与曲线AB关于刀具[2]中间平面对称的曲线A′B′形成的回转曲面作为盘形刀具[2]的双产形面，加工环面蜗杆[1]齿槽的两侧面，得到一次包络环面蜗杆[1]的螺旋齿面；再由环面蜗杆[1]螺旋面为刀具产形面，加工出蜗轮齿面，由一次包络得到的环面蜗杆[1]螺旋齿面与二次包络得到的蜗轮齿面相啮合，形成双回转曲面二次包络环面蜗杆副。
2、根据权利要求1所述的双回转曲面二次包络环面蜗杆副，其特征在于所述的盘形刀具[2]刃口线型为二次曲线、各种螺线、摆线及曳物线中的一种。
3、根据权利要求2所述的双回转曲面二次包络环面蜗杆副，其特征在于所述的盘形刀具[2]刃口线型选定某一平面曲线后，采用此曲线的不同线段。
4、根据权利要求1所述的双回转曲面二次包络环面蜗杆副，其特征在于所述的盘形刀具[2]或为砂轮或为盘铣刀。
5、根据权利要求1所述的双回转曲面二次包络环面蜗杆副制造方法所制造的双回转曲面二次包络环面蜗杆副。
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