專利名稱:漸開(kāi)線內(nèi)嚙合弧面蝸桿蝸輪及其切制工藝的制作方法
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)用的蝸桿蝸輪，特別是該蝸桿蝸輪在過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸的截面(主截面)里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀，以及切制該蝸桿蝸輪的工藝。
目前，生產(chǎn)中大量采用的直線齒廓的圓柱蝸桿蝸輪，雖歷史悠久、工藝簡(jiǎn)單，但承截能力差、效率低(η＝0.6～0.85)。圓弧齒圓柱蝸桿蝸輪以及平面包絡(luò)型的弧面蝸桿蝸輪，雖效率較直線齒廓的圓柱蝸桿有明顯的提高，但由于制作滾刀困難，對(duì)誤差敏感性強(qiáng)，因此生產(chǎn)工藝復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)又難以達(dá)到理想狀態(tài)。
目前在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)主截面里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀的蝸桿蝸輪。
同樣，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀或普通圓柱蝸桿蝸輪滾刀滾切該蝸輪以及用廓線為圓弧狀的盤狀砂輪磨削該蝸桿的工藝。
國(guó)外，1960年5月10日美國(guó)專利2935888所述是一種屬于直線弧面蝸桿改進(jìn)型的蝸桿蝸輪。1973年6月16日美國(guó)專利3710640所述的蝸桿，其中央包圍弧的半徑與蝸輪中截面的節(jié)圓半徑相等，因此它不具有內(nèi)嚙合性質(zhì)。1978年9月13日蘇聯(lián)專利597891所述的蝸桿其齒面是用具有漸開(kāi)線齒面的刀具加工而成，因此該蝸桿齒面是漸開(kāi)線齒面的包絡(luò)面，其軸斷面齒廓就不是漸開(kāi)線齒廓。
本發(fā)明的目的在于提供一種蝸桿軸截面里的廓線為漸開(kāi)線、蝸桿蝸輪在主截面里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀、高承載能力的蝸桿蝸輪。如附圖[1]所示。
本發(fā)明的目的在于提供用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀或普通圓柱蝸桿蝸輪滾刀滾切上述蝸輪以及用廓線為圓弧狀的盤狀砂輪磨削上述蝸桿的工藝。
本發(fā)明蝸桿的主截面形狀為一漸開(kāi)線內(nèi)齒輪齒廓，蝸桿的螺紋頭數(shù)可達(dá)12頭。該蝸桿可用漸開(kāi)線齒廓的車刀切削或用漸開(kāi)線齒廓的銑刀銑削，如附圖[2]所示。該蝸桿可進(jìn)行磨削。為了能方便地磨出上述蝸桿齒曲面，本發(fā)明采用廓線為圓弧狀的盤狀砂輪磨削，其圓弧半徑為R，圓心坐標(biāo)為X、Z，見(jiàn)附圖[3]。
本發(fā)明中的蝸輪齒曲面采用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀或普通圓柱蝸桿蝸輪滾刀切出。加工方法有兩種(1)用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀加飛刀進(jìn)行滾切(見(jiàn)附圖[4]);
(2)用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀通過(guò)幾次取不同的安裝角度滾切而成(見(jiàn)附圖[5])。
本發(fā)明的蝸桿蝸輪是漸開(kāi)線內(nèi)嚙合弧面蝸桿蝸輪，其蝸桿齒廓的相當(dāng)齒數(shù)大于相嚙合的蝸輪齒數(shù)。這種蝸桿蝸輪兼有內(nèi)嚙合、雙包圍、漸開(kāi)線三個(gè)特征。因此具有較好的接觸線形狀和較寬的接觸區(qū)域，有利于形成油膜，傳動(dòng)效率可達(dá)0.9～0.97。單頭蝸桿可通過(guò)增大蝸桿升角來(lái)提高傳動(dòng)效率，其效率可達(dá)0.9以上。多頭蝸桿可適當(dāng)縮小升角以確保蝸桿蝸輪傳動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)。
本發(fā)明的蝸桿蝸輪在主截面里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀，該蝸桿蝸輪具有中心距可分性。它安裝方便，對(duì)誤差敏感性弱，短期跑合后就具有高承載性能，避免了通常的弧面蝸桿容易發(fā)生干涉的缺陷，同時(shí)該蝸桿蝸輪便于進(jìn)行變位設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的蝸桿蝸輪可用普通漸開(kāi)線齒輪刀具進(jìn)行切制。因此設(shè)計(jì)、加工、安裝都很方便，且不必制作特殊滾刀。由于蝸桿經(jīng)過(guò)磨削提高了蝸桿齒面硬度、齒形精度和表面光潔度，使蝸桿具有很好的抗膠合性能和承載能力，而且磨削蝸桿用的砂輪修正方便，所以提高了磨削蝸桿的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的實(shí)施方案[1]蝸桿蝸輪中心距A＝310毫米，傳動(dòng)比i＝16，蝸桿頭數(shù)Z1＝3，蝸輪齒數(shù)Z2＝48，蝸桿軸截面齒形的當(dāng)量齒數(shù)Zt＝53，蝸桿喉部螺旋升角λ＝13°48′19″，蝸輪螺旋角β＝13°48′19″，法向模數(shù)mn＝10，螺旋方向右旋。
蝸桿經(jīng)成形車削并經(jīng)熱處理后再用廓線為圓弧狀砂輪磨削，砂輪廓線的圓弧半徑R＝90.98毫米，圓心坐標(biāo)X＝40.73毫米，Z＝85.585毫米。
蝸輪在滾齒機(jī)上用單頭普通漸開(kāi)線齒輪滾刀滾切，分兩刀完成。附圖[4]中的第一刀切出蝸輪在中截面內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)齒廓，第二刀滾刀板過(guò)一個(gè)補(bǔ)償角3°30′，在保持中截面齒形的前提下使其它部分得到修正。
由此切制成的3頭漸開(kāi)線內(nèi)嚙合弧面蝸桿蝸輪性能良好，效率可達(dá)0.93。
實(shí)施方案[2]蝸桿蝸輪中心距A＝310毫米，傳動(dòng)比i＝5.875，蝸桿頭數(shù)Z1＝7，蝸輪齒數(shù)Z2＝41，蝸桿軸截面齒形的當(dāng)量齒數(shù)Zt＝47，蝸桿喉部螺旋升角λ＝27°18′56″，蝸輪螺旋角β＝27°18′56″，法向模數(shù)mn＝10，螺旋方向右旋。
蝸桿經(jīng)成形銑削并經(jīng)熱處理后再用廓線為圓弧狀砂輪磨削，砂輪廓線的圓弧半徑R＝84.897毫米，圓心坐標(biāo)X＝41.635毫米，Z＝79.9毫米。
蝸輪在滾齒機(jī)上用單頭普通漸開(kāi)線齒輪滾刀加飛刀切削見(jiàn)附圖[5]。
由此制成的7頭漸開(kāi)線內(nèi)嚙合弧面蝸桿蝸輪性能良好，效率可達(dá)0.97。
權(quán)利要求
1.一種傳動(dòng)用的蝸桿蝸輪，其特征在于該蝸桿蝸輪在截面里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀的蝸桿蝸輪，其特征在于蝸桿的軸截面里齒廓是一漸開(kāi)線內(nèi)齒輪齒廓。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀的蝸桿蝸輪，其特征在于蝸輪的中央截面里齒廓是一漸開(kāi)線齒輪齒廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀的蝸桿與蝸輪，其特征在于蝸桿齒廓的相當(dāng)齒數(shù)大于相嚙合的蝸輪齒數(shù)。
5.一種切制中央截面里齒廓為漸開(kāi)線齒輪齒廓的蝸輪、蝸桿的工藝，其特征在于用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀或普通圓柱蝸桿蝸輪滾刀滾切漸開(kāi)線內(nèi)嚙合弧面蝸桿的蝸輪和用廓線為圓弧狀的盤狀砂輪磨削的蝸桿。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種傳動(dòng)用的蝸桿蝸輪，其特點(diǎn)是在過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的截面(主截面)里呈漸開(kāi)線內(nèi)齒輪嚙合狀。蝸桿可用廓線為圓弧狀的盤狀砂輪磨削。蝸輪可用普通漸開(kāi)線齒輪滾刀或普通圓柱蝸桿蝸輪滾刀滾切。經(jīng)過(guò)選擇適當(dāng)參數(shù)可切制出1～12頭蝸桿與上述蝸輪相嚙合，該蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率可達(dá)0.90～0.97，承載能力大，設(shè)計(jì)、加工、安裝都很方便且無(wú)需制作特殊滾刀。
文檔編號(hào)B23F13/00GK87101138SQ87101138
公開(kāi)日1988年8月10日 申請(qǐng)日期1987年12月12日
發(fā)明者聞智福 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan