专利名称：双导程直线接触偏置蜗杆传动的加工方法
技术领域：
本发明属于机械原理与机械制造领域，涉及齿轮啮合理论与蜗杆传动。
背景技术：
从上个世纪五十年代开始，出现了锥蜗杆传动，这种传动形式提高了蜗杆传动的效率和承载能力，增大了传动比，并且能实现蜗轮材料以钢代铜，但关于这种传动副的研究和应用不是很多，其主要原因是啮合原理复杂，用来描述其原理和齿面的数学关系也十分复杂，因而造成这种蜗杆传动的设计和制造的困难。理论上的锥蜗杆传动副蜗杆是变导程螺旋面，蜗轮节面是单叶双曲面。迄今为止，锥蜗杆传动的设计和制造仍然建立在工程近似基础上。虽然可以采用先进的设计计算手段，但仍十分复杂，且必须采用专用刀具和工艺方法制造，还有，瞬时传动比不恒定，致使这种传动方式难以普及。因此本发明提出了一种新型锥蜗杆传动形式——双导程偏置蜗杆传动的加工方法。
发明内容
本发明的目的在于为解决锥蜗杆传动的加工困难的问题，在一种简单而精确的设计计算方法基础上，提出一种可以使用现有的机床和刀具切削加工蜗轮蜗杆齿面，而不必添加设备或使用专用机床和专用刀具的加工方法。本发明提出一种双导程偏置蜗杆传动形式，它基于空间相错轴螺旋齿轮传动原理，其蜗杆工作面是由两个固定导程的渐开螺旋面构成，分别与蜗轮齿的两侧工作面啮合， 实现运动和动力的双向传递。蜗轮的两侧工作面也是渐开螺旋面，它们与蜗杆工作面啮合的瞬时接触状态为直线接触，两侧工作面分别相当于渐开线圆柱齿轮的外啮合和内啮合传动。据此原理简化了现有锥蜗轮、蜗杆的设计计算方法，从而实现利用常见通用机床和通用刀具进行齿面的切削加工。—、本发明提供的双导程直线接触偏置蜗杆传动的设计方法，包括以下步骤(1)依据所需传递的功率、传动比和转速，在确定中心距、齿数、蜗杆平均半径、同时啮合齿数等参数后，确定各基圆半径、齿形角。(2)在初算蜗轮外径Ra的基础上，以规定的分度圆为基准进行参数设计，参数包括蜗轮外径Ra、蜗轮分度圆半径Rm、分度圆截面上渐开线起始点相错角度Δρ、模数m、蜗轮内径氏、蜗轮齿高h、锥蜗轮锥角G1、蜗杆齿高Il2、锥蜗杆锥角θ 2、蜗杆螺纹长度L、蜗杆大端直径dd、蜗杆小端直径ds、蜗轮蜗杆安装偏距E、蜗杆渐开螺旋面相对位置参数S、蜗轮蜗杆安装高度a、蜗杆外啮合齿面导程ρ、蜗杆内啮合齿面导程ρ'、再进行同时啮合齿数验算、圆柱形蜗轮蜗杆参数计算、蜗杆传动的自锁临界角度计算和蜗杆传动的效率估算。
(3)按照步骤2的参数设计中所推导出的公式，计算各参数。a.步骤⑵中所述的初算蜗轮外径Ra是根据步骤⑴的参数，包括蜗杆外径、同时啮合齿数等，按以下公式计算，并取圆整值
权利要求
1. 一种双导程直线接触偏置蜗杆传动的加工方法，包括铣削加工方法、飞刀滚削加工方法和数控车削加工方法，其特征在于1)所述的铣削加工方法包括以下步骤a.在普通立式或者可以安装立式铣头的铣床上安装分度头，使工作台与分度头实现内联系传动，选用合适的柱状或者锥形铣刀；在数控铣床上安装圆转台或者分度头，使工作台与分度头实现内联系传动，选用合适的柱状或者锥形铣刀；b.将工件安装于分度头上，以基圆柱切平面与机床工作台横向移动方向平行调整机床，使指状铣刀或锥状铣刀刀刃位于基圆柱切平面内，构成直线切削刀刃，直线刀刃与ζ轴成或者β' bl角，以形成要求的螺旋角；c.使工作台相对于工件在工件基圆柱切平面Q面内作直线运动，该运动须符合工件与 Q平面做纯滚动运动，同时形成蜗轮锥角；d.一个齿面切削完成后通过分度头分齿，切削下一个齿；2)所述的飞刀滚削加工方法包括以下步骤a.在刀架既可以作切向运动又可以做轴向运动的机床上，例如数控滚齿机上切削加工锥蜗轮，机床刀杆上安装飞刀，将工件安装于工件轴上；b.刀杆、飞刀与工件的安装符合蜗轮蜗杆传动安装条件，即按照中心距A和高度a安装，且当飞刀直线刀刃位于Q平面时，直线刀刃与蜗轮轴线夹角为蜗轮的齿面的螺旋角或者β ‘ bl;c.调整机床，加工齿面；3)所述的数控车削加工方法包括以下步骤a.将工件安装到工件轴上；b.对于有C轴功能，并安装有动力头可以铣削加工的数控车床或者加工中心，可以采用与上述铣削方法相同的步骤和方法切削加工；c.用于车削圆柱形偏置蜗轮时按以下步骤加工①基圆以ω转速勻速转动，刀具以速度、径向进给；②刀具轴向每移动距离S，工件须转过Δθ角；其中全文摘要
双导程直线接触偏置蜗杆传动的加工方法属机械制造技术领域，双导程直线接触偏置蜗杆传动属于蜗轮蜗杆传动中的锥蜗杆传动形式，本发明的加工方法包括铣削加工方法、飞刀滚削加工方法和数控车削加工方法，采用本发明，针对经双导程直线接触偏置蜗杆传动设计方法获得的精确和结构简化的蜗轮蜗杆，不需专用机床高效、高精度加工，不必添加其它设备或使用专用机床和专用刀具，即可利用现有的机床和刀具精确切削加工齿面。
文档编号B23F11/00GK102151911SQ20111002601
公开日2011年8月17日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者张学成, 聂建辉 申请人:吉林大学