專利名稱：回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝及其磨輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝及其磨輪。
現(xiàn)有的平面二次包絡(luò)蝸桿副，是以平面為母面包絡(luò)得蝸桿齒面，又以蝸桿齒面為母面包絡(luò)得蝸輪齒面，這樣的一對蝸輪蝸桿相嚙合，組成平面二次包絡(luò)蝸桿副。其加工工藝過程參看附圖3(本工藝流程見專著《平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動制造工藝》，杜厚金，江有渝編著，四川科學(xué)技術(shù)出版社，1988年1月)。平面二次包絡(luò)蝸桿副嚙合齒面的接觸線在蝸輪齒面上的分布示意圖參見附圖4。隨著嚙合的繼續(xù)，接觸線按圖中箭頭所指的方向運(yùn)動。顯然，在嚙合的后半部分，當(dāng)接觸線在蝸輪齒面上是一條完整的曲線時(對于典型傳動，當(dāng)兩條接觸線在蝸輪齒面上相交時)，接觸線在嚙合齒面間圍成一個半封閉的空間(參看附圖5)，該半封閉空間的開口處在蝸輪的齒根和蝸桿的齒頂處。隨著嚙合的繼續(xù)進(jìn)行，附圖4中的接觸線繼續(xù)接箭頭所指的方向運(yùn)動，該半封閉空間的體積將逐漸減小，被圍在該半封閉空間的潤滑油將從開口處流出。由于半封閉空間的開口面積大，潤滑油流出開口處產(chǎn)生的“擠壓效應(yīng)”不顯著，故不能保證潤滑油膜的形成，這就阻礙了蝸桿副承載能力的提高和使用壽命的延長。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高潤滑性能，使得承載能力得以大幅度提高和使用壽命得以大大延長的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝及其磨輪。
本發(fā)明的蝸輪蝸桿齒面是這樣形成的，在現(xiàn)有的平面或錐面二次包絡(luò)蝸桿副的蝸輪蝸桿齒面成形原理基礎(chǔ)上，對原始母面的形狀進(jìn)行改進(jìn)(參看附

圖1)，即一條二次曲線段ab與另外的線段光滑連接所構(gòu)成的平面曲線ac繞回轉(zhuǎn)軸A-A旋轉(zhuǎn)形成回轉(zhuǎn)面，以該回轉(zhuǎn)面為母面包絡(luò)得蝸桿齒面，二次曲線段ab的長度為整條平面曲線ac長度的1/6-1/14，且二次曲線段ab上任意兩點(diǎn)的切線矢量的夾角不大于90°。二次曲線段ab形成的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)出蝸桿齒頂面與蝸桿齒頂齒面的交接處。再以蝸桿齒面為母面包絡(luò)得蝸輪的齒面，這樣的一對蝸輪蝸桿構(gòu)成本發(fā)明的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副。其特點(diǎn)是蝸桿齒頂面與蝸桿齒頂齒面的交接處為一曲面，蝸輪齒根面與蝸輪齒根齒面的交接處也是一曲面，這兩曲面是一對共軛曲面，在嚙合時有接觸線存在。
本發(fā)明在現(xiàn)有的平面二次包絡(luò)蝸桿副加工工藝(參看附圖3)的基礎(chǔ)上，對加工蝸桿的第8道工序(在滾齒機(jī)上粗磨蝸桿齒)和第13道工序(在滾齒機(jī)上精磨蝸桿齒)采用改進(jìn)后的磨輪磨削面磨削蝸桿齒面。
在本發(fā)明的技術(shù)解決方案中，改進(jìn)后的磨輪磨削面為一條二次曲線段與另外的線段光滑連接所構(gòu)成的平面曲線繞磨輪中心回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而形成的回轉(zhuǎn)面，其中磨輪的二次曲線段回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨削面分別粗磨、精磨出蝸桿的齒頂面與蝸桿齒頂齒面的交接處，同時，另外線段的回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨削面分別粗磨、精磨出蝸桿其余齒面。再以該蝸桿齒面為母面包絡(luò)出蝸輪齒面。上面提到的二次曲線段的長度為整條平面曲線長度的1/6-1/14，同時，二次曲線段上任意兩點(diǎn)的切線矢量的夾角不大于90°，另外，二次曲線段為園弧或橢園弧或一段拋物線或一段雙曲線。
在上述技術(shù)解決方案中，不考慮二次曲線段回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨輪磨削面，則磨輪加工出的蝸桿副嚙合齒面的接觸線在蝸輪齒面上的分布仍如附圖4所示，且接觸線隨嚙合的繼續(xù)仍按圖中的箭頭方向運(yùn)動，故在蝸輪蝸桿齒嚙合的后半部分，接觸線仍在嚙合齒面間圍成一個半封閉的空間，且該半封閉空間的體積隨嚙合的繼續(xù)進(jìn)行而逐漸減小?，F(xiàn)在，考慮二次曲線段回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨輪磨削面加工出的蝸桿的齒頂面與蝸桿齒頂齒面交接處為一曲面，而蝸輪齒根面與蝸輪齒根齒面的交接處也是一曲面，且這兩曲面是一對共軛曲面，因此，在蝸輪蝸桿齒嚙合時，這對共軛曲面也有接觸線存在，這樣的結(jié)果是使得前面提到的半封閉空間的開口面積被大大減小了，因此，當(dāng)該半封閉空間的體積隨嚙合的繼續(xù)而逐漸變小時，被圍在該半封閉空間中的潤滑油從開口面積被大大減小的開口處流出時，產(chǎn)生了非常顯著的“擠壓效應(yīng)”，使得潤滑油膜十分容易形成，大大的改善了齒面的潤滑狀態(tài)，因此，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副具有高潤滑性能，使得承載能力得以大幅度的提高和使用壽命得以大大延長。
圖1為本發(fā)明的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的蝸桿齒面成形原理示意圖。其中A-A為形成回轉(zhuǎn)面的轉(zhuǎn)軸，B-B為蝸桿轉(zhuǎn)軸，ab為二次曲線段，它與另外的線段光滑連接構(gòu)成平面曲線ac。
圖2為實(shí)施本發(fā)明的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的一種磨輪的結(jié)構(gòu)圖，A-A為磨輪的轉(zhuǎn)軸，ab為園弧段，bc為垂直于A-A軸的直線段，ab與bc光滑連接構(gòu)成平面曲線。
圖3為現(xiàn)有平面二次包絡(luò)蝸桿副加工工藝流程圖。
圖4為現(xiàn)有的二次包絡(luò)蝸桿副嚙合齒面的接觸線在蝸輪齒面上分布示意圖。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示在嚙合的不同時刻的接觸線。
圖5為現(xiàn)有的二次包絡(luò)蝸桿副嚙合齒面間被接觸線圍成的半封閉空間示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明在附圖2中，給出了實(shí)施本發(fā)明的回轉(zhuǎn)包絡(luò)蝸桿副的一種磨輪的結(jié)構(gòu)圖，包括磨輪、磨輪中心軸孔，A-A為磨輪的轉(zhuǎn)軸，園弧段ab與垂直于轉(zhuǎn)軸A-A的直線段bc光滑連接構(gòu)成平面曲線，該平面曲線繞A-A軸旋轉(zhuǎn)形成的回轉(zhuǎn)面為磨輪的磨削面。其中園弧段ab的半徑為2mm，園弧段ab所對的園心角為80°，磨輪外園直徑為φ300mm，園弧段ab的園心構(gòu)成的園的直徑為φ279mm，磨輪厚度為18mm，磨輪中心軸孔的直徑為φ75+0.030mm，磨輪的邊緣厚度為5mm。在現(xiàn)有的平面二次包絡(luò)蝸桿副加工工藝的基礎(chǔ)上，在第8道工序(在滾齒機(jī)上粗磨蝸桿齒)和在第13道工序(在滾齒機(jī)上精磨蝸桿齒)時，用上述的磨輪對蝸桿進(jìn)行加工，其中園弧段ab繞A-A軸旋轉(zhuǎn)形成的回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨削面，分別粗磨、精磨出蝸桿的齒頂面與蝸桿齒面的交接處，同時直線段bc的回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨削面分別粗磨、精磨出蝸桿的其余齒面，再以該蝸桿齒面為母面包絡(luò)出蝸輪齒面。
權(quán)利要求
1.回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝，包括現(xiàn)有的平面二次包絡(luò)蝸桿副的加工工藝，其特征在于在滾齒機(jī)上以一條二次曲線段與另外的線段光滑連接所構(gòu)成的平面曲線繞磨輪中心回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而形成的回轉(zhuǎn)面為磨輪的磨削面，其中磨輪的二次曲線段回轉(zhuǎn)面構(gòu)成的磨削面分別粗磨、精磨蝸桿的齒頂面與蝸桿齒頂齒面的交接處，同時，另外線段形成的回轉(zhuǎn)面所構(gòu)成的磨削面分別粗磨、精磨蝸桿其余齒面，再以該蝸桿齒面為母面包絡(luò)出蝸輪齒面。
2.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝的磨輪，包括磨輪本體、磨輪中心的軸孔，其特征在于磨輪的磨削面為一條二次曲線段與另外的線段光滑連接所構(gòu)成的平面曲線繞磨輪中心回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而形成的回轉(zhuǎn)面，二次曲線的長度為整條平面曲線長度的1/6-1/14，且二次曲線段上任意兩點(diǎn)的切線矢量的夾角不大于90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨輪，其特征在于構(gòu)成磨輪磨削面的二次曲線段為園弧或橢園弧或一段拋物線或一段雙曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的加工工藝及其磨輪。在現(xiàn)有的平面二次包絡(luò)蝸桿副加工工藝和磨輪的基礎(chǔ)上，采用改進(jìn)的磨輪粗磨、精磨蝸桿齒頂面與蝸桿齒頂齒面交接處和其余齒面，磨輪磨削面是以一條二次曲線段與另外的線段光滑連接構(gòu)成的平面曲線繞磨輪中心轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)形成的回轉(zhuǎn)面，再以蝸桿齒面為母面包絡(luò)出蝸輪齒面，這樣得到的回轉(zhuǎn)面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副由于嚙合齒面間具有的幾何接觸形狀十分有利于潤滑油膜的形成，故使得承載能力得以大幅度提高和使用壽命能大大延長。
文檔編號B24B19/00GK1081405SQ92108209
公開日1994年2月2日 申請日期1992年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月11日
發(fā)明者韋云隆 申請人:重慶大學(xué)