一种组合式蜗轮蜗杆传动机构及其加工方法

技术特征：

1.一种组合式蜗轮蜗杆传动机构的加工方法，其特征在于，

所述加工方法至少包括如下步骤：

s1、蜗杆(100)加工步骤：所述蜗杆(100)经过分段加工形成关于彼此对接中心部位彼此镜像对称的第一蜗杆齿(111)和第二蜗杆齿(121)，所述第一蜗杆齿(111)和所述第二蜗杆齿(121)的各齿面是基于不同齿型的齿轮齿面作为母面经过共轭运动而包络形成的，其中，在沿所述蜗杆(100)轴线剖视的视图中，

所述第一半段蜗杆(110)经过不同母面能够包络出大致呈线性变化的第一蜗杆一齿面(112)和呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗杆二齿面(113)，

所述第二半段蜗杆(120)经过不同母面能够包络出大致呈线性变化的第二蜗杆二齿面(123)和呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗杆一齿面(122)。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述蜗杆(100)在加工之前，根据所述第一蜗杆齿(111)和所述第二蜗杆齿(121)的设计结构基于以下公式计算出对应的所述第一半段蜗杆(110)和所述第二半段蜗杆(120)的工艺参数：

根据齿轮啮合理论，齿面在啮合过程中的产生的啮合点处的公共法矢量与其相对运动速度矢量相正交，即在啮合点处，两啮合齿面沿公共法矢量方向的相对位置保持静止，则可得两齿面在啮合点处的啮合方程：

ν¹²·n＝0

其中，ν¹²是啮合位置的相对运动速度，n为啮合位置的公共法矢量，

将啮合点处的相对速度矢量投影到n轴上，即可得到该传动的啮合函数：

其中，φ为啮合函数，m1、m2、m3均为方程系数，为蜗杆起始角，δf为安装倾角，β为母平面倾角，a为中心距，i为传动比，u、v为啮合点在动坐标系中的数值。

3.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，所述蜗杆(100)在对所述第一蜗杆齿(111)和所述第二蜗杆齿(121)的各齿面进行加工时能够使用不同的所述磨具以形成不同的端面齿廓，其中，所述第一蜗杆二齿面(113)和所述第二蜗杆一齿面(122)分别由对应的渐开线圆柱轮作为产形轮所展成。

4.根据前述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述蜗杆(100)在分段加工过程中，根据所述公式的计算以保证所述蜗杆(100)沿所述蜗杆(100)的轴线方向的齿廓和蜗杆齿的环面直径是按照以第一半段蜗杆(110)和第二半段蜗杆(120)的对接部位为中心，在朝向两侧的方向上非线性变化地排布的。

5.根据前述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述第一半段蜗杆(110)和所述第二半段蜗杆(120)中的其中一个半段蜗杆在加工时设置有蜗杆轴(130)，另一个半段蜗杆在加工时对应于所述蜗杆轴(130)的区域预留有蜗杆轴孔，以使得所述蜗杆轴(130)能够以穿过所述蜗杆轴孔的方式使所述第一半段蜗杆(110)和所述第二半段蜗杆(120)同轴套设。

6.根据前述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述第一半段蜗杆(110)和所述第二半段蜗杆(120)在彼此对接部位设置有弹簧张紧装置，以调整所述第一半段蜗杆(110)和所述第二半段蜗杆(120)的各自齿面与所述蜗轮(200)的蜗轮齿面之间的齿侧间隙。

7.根据前述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括如下步骤：

s2、滚刀(400)加工步骤：所述滚刀至少包括第一滚刀和第二滚刀，其中，所述第一滚刀的工艺参数根据所述第一蜗杆二齿面(113)的设计结构而确定，所述第二滚刀的工艺参数根据所述第二蜗杆一齿面(122)的设计结构而确定；

s3、蜗轮(200)加工步骤：利用加工而成的所述滚刀在所述蜗轮(200)的毛坯上沿周向磨削出若干间隔排列的蜗轮齿(210)，其中，

所述第一滚刀能够磨削出所述蜗轮齿(210)的蜗轮一齿面(211)，所述第二滚刀能够磨削出所述蜗轮齿(210)的蜗轮二齿面(212)。

8.根据前述权利要求之一所述的加工方法，其特征在于，加工而成的所述蜗杆(100)和所述蜗轮(200)能够以如下方式实现组合，从而制得所述组合式蜗轮蜗杆传动机构：

所述蜗轮一齿面(211)能够与所述第一蜗杆二齿面(113)啮合而不与所述第二蜗杆二齿面(213)啮合，

所述蜗轮二齿面(212)能够与所述第二蜗杆一齿面(112)啮合而不与所述第一蜗杆二齿面(113)啮合。

9.一种组合式蜗轮蜗杆传动机构，其特征在于，所述组合式蜗杆蜗轮传动机构是利用上述任一权利要求所述的加工方法加工而成。

10.根据权利要求9所述的蜗轮蜗杆传动机构，其包括：蜗杆(100)和蜗轮(200)，其中，所述蜗杆(100)由第一半段蜗杆(110)和第二半段蜗杆(120)同轴套设而成，

其特征在于，

在沿所述蜗杆(100)轴线剖视的视图中，

所述第一半段蜗杆(110)上的第一蜗杆齿(111)的大致呈线性变化的第一蜗杆一齿面(112)能够经由大致呈平台状的第一蜗杆齿顶(114)延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗杆二齿面(113)，使得至少一个第一蜗杆二齿面(113)在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠所述蜗轮(200)的相应蜗轮齿(210)的蜗轮一齿面(211)，

并且所述第二半段蜗杆(120)上的第二蜗杆齿(121)的大致呈线性变化的第二蜗杆二齿面(123)能够经由大致呈平台状的第二蜗杆齿顶(124)延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗杆一齿面(122)，使得至少一个第二蜗杆一齿面(122)在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠所述蜗轮(200)的相应蜗轮齿(210)的蜗轮二齿面(212)。

技术总结
本发明涉及一种组合式蜗轮蜗杆传动机构的加工方法，其特征在于，加工方法至少包括如下步骤：S1、蜗杆加工步骤：蜗杆经过分段加工形成关于彼此对接中心部位彼此镜像对称的第一蜗杆齿和第二蜗杆齿，第一蜗杆齿和第二蜗杆齿的各齿面是基于不同齿型的齿轮齿面作为母面经过共轭运动而包络形成的，其中，在沿蜗杆轴线剖视的视图中，第一半段蜗杆经过不同母面能够包络出大致呈线性变化的第一蜗杆一齿面和呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗杆二齿面，第二半段蜗杆经过不同母面能够包络出大致呈线性变化的第二蜗杆二齿面和呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗杆一齿面。

技术研发人员：邓星桥;费春霞;王帆;李兵
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：2021.05.18
技术公布日：2021.07.27