平面二次包络环面蜗杆传动特点及加工原理

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平面二次包络环面蜗杆传动特点及加工原理

(1)平面二次包络环面蜗杆传动(简称平面二包,SG-71蜗杆)是我1970年代首创的一种新型机械传动形式。它是在美国“Cone”蜗杆(俗称球面蜗杆)和日本东京工业大学“斜平面蜗轮”的基础上发展而来的。该传动比国际王牌产品美国 ConeDrive工艺性能更好,蜗杆齿面可以淬火并用砂轮磨削,啮合质量高。由于该蜗杆副齿面啮合时呈双线接触,接触点的法向速度大,综合曲率半径大,接触应力小,易形成油膜,具有承载能力大、效率高、使用寿命长等优点。经美国 ConeDrive 公司测试承载能力为其相应产品的2.2倍。被誉为“当代最优越的蜗杆传动”。为了推广先进蜗杆传动产品,国家已颁布“平面二次包络环面蜗杆减速器国家标准”,并宣布淘汰落后的阿基米德蜗杆减速器。平面二次包络环面蜗杆传动是具有国内外先进制造水平的高新技术产品,由于具有啮合过程形成动压油膜的独特性能使其具有寿命长、效率高、承载能力强等优点,特别适合于现代机械重载、高速的需要,深受用户欢迎。因此,在整个冶金工业、造船工业、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、兵器工业、建筑机械等都有很高的声誉。
(2)蜗杆修形
完全根据蜗杆的基本参数加工出来的齿形,其啮合性能较差而很少使用。一般需要对蜗杆齿面进行修形,即根

据所设计的修形曲面,通过改变相关的工艺参数,经调整机床切齿后,按一定规律对原来齿面进行减薄,来达

到改善啮合性能的目的。蜗杆修形主要有:全修形、变参数修形和倒坡修形3种。
(3)蜗轮加工
直廓环面蜗轮一般是在滚齿机上用与蜗杆参数基本相同的蜗轮滚刀加工成形的。在安装、调整和切齿等诸多方

面,与普通蜗轮基本相同,不同的是加工直廓环面蜗轮的刀具喉菁截面必须对准机床的回转中心和刀具的刀刃

延长线始终与成形圆相切。

单件或批量生产时,蜗轮齿面可用飞到加工,以降低成本,弹药经过毛和研齿,才能投入正常使用。高精度蜗

轮精加工采用剃齿刀剃齿,并用立方氮化硼电镀的蜗杆进行研磨。
4二次包络环面蜗杆传动的特点
4.1形成原理
一个平面F与锥面A外表面相切,并一起绕轴线O2-O2以角速度ω2回转的同时,蜗杆绕其轴线O1-O1以角速

度ω1回转,平面F在蜗杆上形成的轨迹就是平面包络环面蜗杆的螺旋齿面。

 

平面F与刀座轴线O2-O2的夹角β=0时,为直齿平面包络环面蜗杆,适用于传动运动;当母面F与刀座轴线

O2-O2的夹角β>0时,为斜齿平面包络环面蜗杆适用于传递动力。
平面包络环面蜗杆的螺旋齿面是以平面为母面经过共轭运动包络形成的展成齿面。平面包络环面蜗杆与母面齿

轮组成的传动副,称之为平面一次包络环面蜗杆传动与直廓环面蜗杆传动在啮合原理上极为相似,具有以下特

点:
(1)齿面有两条瞬时接触线与相对方向夹角接近较大,啮合时同时出现两条接触线,构成两个油楔,有利于

形成润滑油膜

(2)共轭齿面在接触点处诱导法向曲率半径大,有利于降低齿面接触应力;
(3)蜗杆和蜗轮互相包围,同时参加啮合的齿数多,降低了单齿载荷。
4.3加工工艺特点
由于蜗杆齿面是平面包络形成的,齿面为可展成面,容易实现磨削,目前制造厂商多采用平面砂轮形成原理进

行磨削精加工

平面二次包络环面蜗杆和加工蜗轮的滚刀都可以进行磨削。第一次包络的蜗杆和有它第二次包络的蜗轮,若都

是在相同的中心距、相同的传动比和相同的蜗杆轴相对蜗轮轴位置的情况下进行的,则称之为平面二次包络环

面蜗杆传动为基本型传动。实际使用的平面二次包络环面蜗杆传动均为通过改变两次包络的相对运动参数,而

改善了其啮合性能的变形传动。

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