專利名稱：基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副的制作方法
基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于蝸輪蝸桿傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體的為一種基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副。
背景技術(shù)：
蝸桿傳動是傳遞交錯軸間的動力或運動的傳動機構(gòu)。軸線在空間交錯使得主要運動特性為相對滑動而不是相對滾動，即其共軛齒面接觸點的相對速度總大于蝸桿或蝸輪的圓周速度，齒面易產(chǎn)生磨料磨損和粘著性磨損。目前的圓柱蝸桿傳動主要分為直紋面圓柱蝸桿傳動和曲紋面圓柱蝸桿傳動。直紋面圓柱蝸桿傳動共軛齒面的嚙合為凸面和凸面相接觸，而曲紋面中的圓弧齒圓柱蝸桿傳動齒面的嚙合為凸面(蝸輪)和凹面(蝸桿)相接觸，因此圓弧齒圓柱蝸桿傳動具有較大的誘導(dǎo)曲率半徑，對液體動壓油膜的形成、降低赫茲應(yīng)力值具有良好的幾何條件。
圓弧齒圓柱蝸桿傳動存在線接觸和點接觸兩種嚙合制的傳動形式，當(dāng)采用對偶范成法加工時，蝸桿傳動為線接觸；當(dāng)采用非對偶范成法加工時，蝸桿傳動為點接觸。一般情況下線接觸嚙合副齒面間的滑動率大，齒廓間未實現(xiàn)良好潤滑時金屬直接接觸齒面磨損嚴(yán)重，易產(chǎn)生熱量和功耗，降低傳動效率；而點接觸能實現(xiàn)合理的嚙合部位，安裝、工藝性好， 能補償制造和安裝誤差，可以減少刀具的品種降低成本，能提高承載能力和傳動效率。但是目前的圓弧齒蝸桿傳動中將蝸桿的齒面設(shè)計為凹面，嚙合過程中蝸桿易產(chǎn)生熱量，齒面易產(chǎn)生粘著磨損，降低蝸桿傳動的效率和使用壽命。
有鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副，該基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副具有接觸強度大、承載能力高和跑合性能良好的有點，并容易在嚙合齒面間形成潤滑油膜，延長蝸輪蝸桿的使用壽命，能夠滿足高速、重載、大功率及高效率的傳動要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副，該基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副具有接觸強度大、承載能力高和跑合性能良好的有點，并容易在嚙合齒面間形成潤滑油膜，延長蝸輪蝸桿的使用壽命，能夠滿足高速、重載、大功率及高效率的傳動要求。
要實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明首先提出了一種基于共軛曲線的蝸輪，該蝸桿的法面齒廓曲線為凸圓弧，且該蝸桿的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線F1的曲線方程為
權(quán)利要求
1.一種基于共軛曲線的蝸桿，其特征在于該蝸桿的法面齒廓曲線為凸圓弧，且該蝸桿的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線F1的曲線方程為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于共軛曲線的蝸桿，其特征在于所述蝸桿的齒廓曲面為球心沿著圓心曲線Γ/運動的球面族管狀包絡(luò)面，其曲面方程為
3.一種與如權(quán)利要求1或2所述蝸桿嚙合的基于共軛曲線的蝸輪，其特征在于該蝸輪的法面齒廓曲線為凹圓弧，且該蝸輪的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線Γ2與所述接觸曲線F1為共軛曲線，其曲線方程為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于共軛曲線的蝸輪，其特征在于所述蝸輪的齒廓曲面為球心沿著圓心曲線?！?運動的球面族管狀包絡(luò)面，其曲面方程為
5.一種基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，包括相互嚙合的蝸輪和蝸桿，其特征在于所述蝸桿的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線F1與蝸輪的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線Γ2為共軛曲線，且所述蝸桿的齒廓曲面為球心沿著與所述接觸曲線Γ\等距的圓心曲線Γ/運動的球面族管狀包絡(luò)面，所述蝸輪的齒廓曲面為球心沿著與所述接觸曲線1\等距的圓心曲線?！?運動的球面族管狀包絡(luò)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，其特征在于所述接觸曲線Γι的曲線方程為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，其特征在于所述圓心曲線Γ/的曲線方程為
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，其特征在于所述蝸桿的齒廓曲線在法面內(nèi)為凸圓弧曲線，所述蝸輪的齒廓曲線在法面內(nèi)為凹圓弧曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，其特征在于所述蝸桿的齒廓曲面方程Σ I為
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，其特征在于所述蝸輪、蝸桿之間嚙合的公法線與接觸曲線F1、接觸曲線F2之間的公法線重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于共軛曲線的蝸桿、蝸輪及其嚙合副，該蝸輪蝸桿嚙合副包括相互嚙合的蝸輪和蝸桿，所述蝸桿的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線Г1與蝸輪的齒廓曲面上由嚙合點構(gòu)成的接觸曲線Г2為共軛曲線，且所述蝸桿的齒廓曲面為球心沿著與所述接觸曲線Г1等距的圓心曲線Г1'運動的球面族管狀包絡(luò)面，所述蝸輪的齒廓曲面為球心沿著與所述接觸曲線Г2等距的圓心曲線Г'2運動的球面族管狀包絡(luò)面。本發(fā)明基于共軛曲線的蝸輪蝸桿嚙合副，相互嚙合的蝸輪和蝸桿的齒廓曲面均為球面族管狀包絡(luò)面，且蝸輪和蝸桿之間的嚙合點沿著共軛曲線運動；該蝸輪蝸桿嚙合副繼承了共軛曲線的嚙合特點，并且凹凸點接觸的齒廓接觸強度高、承載能力大、傳動效率高、潤滑油溫升低、磨損小。
文檔編號F16H1/16GK103047393SQ20121059229
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者陳兵奎, 高艷娥, 覃思玲, 梁棟, 張永清, 陳厚兵 申請人:重慶大學(xué)