专利名称：大型渐开线蜗轮蜗杆传动副的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重型装备的机械传动设备，具体涉及一种大型渐开线蜗轮蜗杆传动副。
背景技术：
由欧洲奥钢联为江苏张家港沙钢设计的沙钢五米宽厚板主轧机和立辊轧机项目支承辊更换装置，其齿轮箱中的大型渐开线蜗轮蜗杆传动副的几何参数如下蜗轮(C144.WC25. 2420631-M1021· 00)端面模数Mt = 32 ；蜗轮齿数40 ；压力角α = 20° ；螺旋方向右；蜗轮分度圆直径D = 1280mm ；蜗杆(C144.WC25. 2420631-M1020)型式双头右旋蜗杆；蜗杆头数Z = 2 ；特性系数q = 10. 3125 ；压力角 α = 20° ；轴向模数Mt = 32;导程角 λ = 10° 58' 32.36〃 ；蜗杆分度圆直径D = 330mm ； 蜗杆齿顶圆直径De = 394mm。由于该蜗轮蜗杆传动副的结构尺寸较大，蜗杆齿顶圆直径达394mm，而现有的齿轮制造设备只能制造齿顶圆直径不大于387mm的蜗杆，因此无法制造出如此大型的蜗轮蜗杆传动副。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，它可以用于江苏张家港的沙钢五米宽厚板主轧机和立辊轧机项目支承辊更换装置。为解决上述技术问题，本发明大型渐开线蜗轮蜗杆传动副的技术解决方案为包括渐开线蜗轮、蜗杆，蜗杆的几何参数为型式双头右旋蜗杆；蜗杆的特性系数q = 10. 0625 ；轴向模数Mt = 32;蜗杆头数Z = 2;压力角a = 20° ；蜗杆分度圆直径D = 322mm ；蜗杆齿顶圆直径De = 386mm ；导程角λ = 11° 14'四.3〃。所述渐开线蜗轮的几何参数为蜗轮的齿数Z = 39 ；端面模数Mt = 32 ；
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压力角α = 20° ；蜗轮分度圆(节圆)直径D = 1248mm。蜗轮正变位系数ξ = 0. 625 ；蜗轮齿顶圆(喉圆)直径De2 = 1352mm ；蜗轮齿根圆直径Df2 = 1211. 2mm。所述渐开线蜗轮的几何参数也可以是蜗轮的齿数Z = 40 ；端面模数Mt = 32;压力角α = 20° ；蜗轮分度圆(节圆)直径D = 1280mm ；蜗轮正变位系数ξ = 0. 125 ；蜗轮齿顶圆(喉圆)直径De2 = 1352mm。本发明可以达到的技术效果是本发明根据现有的齿轮制造设备的加工能力，对蜗杆的齿顶圆直径尺寸稍作减小，并对蜗轮蜗杆传动副的相关的几何参数重新作了设计。在蜗杆直径减小的情况下，不改变齿轮箱的结构及传动尺寸，不改变蜗轮蜗杆传动副的主要传动要求，同时蜗轮蜗杆传动副的各项强度及刚度指标能够满足沙钢五米宽厚板主轧机和立辊轧机项目支承辊更换装置的负载需要，从而使该蜗杆蜗轮传动副能够满足生产实际工况的需要。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是本发明大型渐开线蜗轮蜗杆传动副的渐开线蜗轮的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是本发明的蜗杆的结构示意图。
具体实施例方式本发明大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，其蜗杆的齿顶圆直径不小于300mm，包括渐开线蜗轮、蜗杆，如图3所示，蜗杆的特性系数q = 10. 0625，本发明将蜗杆特性系数q由 10. 3125降至10. 0625，以达到适当减小蜗杆齿顶圆的目的；轴向模数保持不变Mt = 32 ；则蜗杆的几何参数如下型式双头右旋蜗杆；蜗杆头数Z = 2 ；蜗杆分度圆直径D = MtXq = 32X 10. 0625 = 322mm ；蜗杆分度圆直径的变化量AD = D2-D1 = 322-330 = -8mm ；蜗杆齿根圆直径Df = D-2X1. 2XMt = 245. 2mm ；蜗杆齿顶圆直径De = D+2XlXMt = 386mm < 387mm ；满足现有齿轮制造设备的制造能力；压力角α = 20°蜗杆齿顶圆直径的变化量ADe = De2_Del = 386-394 = -8mm ；蜗杆分圆升角tg λ = Z/q = 2/10. 0625 = 0. 1987577，则导程角 λ =11° 14' 29. 3"；导程角的变化量Δ λ = 11 ° 14 ‘ 29.3 “ -10 ° 58 ‘ 32.36 “= 0° 15' 56.94"。本发明通过将蜗杆特性系数q值由10. 3125降为10. 0625，使得蜗杆齿顶园直径由 394mm降为386mm < 387mm,达到现有的齿轮制造设备的加工要求，从而满足加工需要；同时通过改变蜗杆特性系数，使蜗杆齿顶园仅减小8mm，单边减小4mm，不影响蜗杆的使用强度和刚性，使用效果好。如图1、图2所示，渐开线蜗轮的结构可以为两种，一种的齿数为39，另一种的齿数为40。(一 )蜗轮的齿数Z = 39 ；由于蜗杆为2头，本发明将蜗轮的齿数Z由40改为39， 能够方便加工的需要，使蜗轮的齿数应尽可能为奇数。端面模数保持不变Mt = 32 ；则蜗轮的几何参数如下压力角α = 20° ；螺旋方向右或左；蜗轮分度圆(节圆)直径D = MtXZ = 32X39 = 1248mm ；蜗轮蜗杆传动比i = N1/N2 = Z2/Z1 = 39/2 = 19. 5 ；蜗轮蜗杆传动比变化量Δ i = (20-19. 5)/20X %= 2. 5%0本发明的蜗杆特性系数q、蜗轮齿数Z减小，使蜗轮蜗杆的啮合中心距变小，因此必须对蜗轮进行正变位，从而将减小的啮合中心距恢复至原值805mm ；蜗杆特性系数q、蜗轮齿数Z减小后的中心距A2为A2 = Mt X (q+z)/2 = 32X (10. 0625+39)/2 = 785mm,中心距变化量 ΔΑ = A2-A1 = 785-805 = -20mm ；为保证啮合中心距不变，将蜗轮进行正变位AA = ξ *Mt则蜗轮正变位系数ξ = ΔΑ/Mt = 20/32 = 0. 625 ；蜗轮齿顶圆(喉圆)直径De2 = D+2X (ha+ ξ ) XMt = 1248+2X (1+0. 625) X32 = 1352mm ；蜗轮齿根圆直径Df2 = D-2X (ha+c- ξ ) XMt = 1211. 2mm ；蜗轮分度圆(节圆)弧齿厚变化量Sh = Sh2-Shl = 3. 1415926XMt/2+2X XMtX tg20° -3. 1415926XMt/2 = 2X ξ XMtXtg20° = 2X0· 625X32Xtg20° = 14. 56mm ;故正变位后蜗轮分度圆(节圆)弧齿厚加厚14. 56mm。蜗轮正变位后的啮合中心距A2 A2 = Mt X (q+z+2 X ξ ) /2 = 32 X (10. 0625+39+2 X 0. 625) /2 = 805mm ；由此可看出，通过蜗轮的正变位能够将蜗杆特性系数及蜗轮齿数减小所带来的啮合中心距减小恢复至原值805mm。本发明通过将蜗轮齿数由40改为39，降低蜗轮加工中的制造难度。本发明通过对蜗轮进行正变位，变化量ξ = 0.625，对蜗轮蜗杆的啮合中心距由于蜗轮齿数减小和蜗杆特性系数减小所产生的啮合中心距减小进行修复，使变化后的啮合中心距785mm恢复至原值805mm。另外，蜗轮的正变位，使得蜗轮分度圆(节圆)的弧齿厚由50.沈5讓增至64. 82mm，增大量为14. 56mm，进一步提高了蜗轮的工作强度。(二)蜗轮的齿数Z = 40 ；端面模数保持不变Mt = 32 ；则蜗轮的几何参数如下压力角α = 20° ；螺旋方向右或左；蜗轮分度圆(节圆)直径D = MtXZ = 32X40 = 1280mm ；蜗杆特性系数q减小，使蜗轮蜗杆的啮合中心距变小，因此必须对蜗轮进行正变位，从而将减小的啮合中心距恢复至原值805mm ；蜗杆特性系数q减小后的中心距A2为A2 = Mt X (q+z)/2 = 32X (10. 0625+40)/2 = 801mm,中心距变化量 ΔΑ = A2-A1 = 801-805 = -4mm ；为保证啮合中心距不变，将蜗轮进行正变位AA= ξ XMt则蜗轮正变位系数ξ = ΔΑ/Mt = 4/32 = 0. 125 ；蜗轮齿顶圆(喉圆)直径De2 = D+2X (ha+ ξ ) XMt = 1280+2X (1+0. 125) X32 = 1352mm。本发明用于江苏张家港沙钢五米宽厚板主轧机和立辊轧机支承辊更换装置。
权利要求
1.一种大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，其蜗杆的齿顶圆直径不小于300mm，其特征在于 包括渐开线蜗轮、蜗杆，蜗杆的几何参数为型式双头右旋蜗杆； 蜗杆的特性系数q = 10. 0625 ； 轴向模数Mt = 32 ； 蜗杆头数Z = 2 ； 压力角α = 20° ； 蜗杆分度圆直径D = 322mm； 蜗杆齿顶圆直径De = 386mm ； 导程角入=11° 14' 29. 3〃。
2.根据权利要求1所述的大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，其特征在于所述渐开线蜗轮的几何参数为蜗轮的齿数Z = 39 ； 端面模数Mt = 32; 压力角α = 20° ； 蜗轮分度圆直径D = 1248mm。 蜗轮正变位系数ξ = 0. 625 ； 蜗轮齿顶圆直径De2 = 1352mm ； 蜗轮齿根圆直径Df2 = 1211. 2mm。
3.根据权利要求1所述的大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，其特征在于所述渐开线蜗轮的几何参数为蜗轮的齿数Z = 40 ； 端面模数Mt = 32; 压力角a = 20° ； 蜗轮分度圆直径D = 1280mm ； 蜗轮正变位系数ξ = 0. 125 ； 蜗轮齿顶圆直径De2 = 1352mm。
全文摘要
本发明公开了一种大型渐开线蜗轮蜗杆传动副，包括渐开线蜗轮、蜗杆，蜗杆的几何参数为蜗杆的特性系数q＝10.0625；轴向模数Mt＝32；蜗杆头数Z＝2；压力角α＝20°；蜗杆分度圆直径D＝322mm；蜗杆齿顶圆直径De＝386mm；导程角λ＝11°14′29.3″。所述渐开线蜗轮的齿数为39或40。本发明在蜗杆直径稍作减小的情况下，不改变齿轮箱的结构及传动尺寸，不改变蜗轮蜗杆传动副的主要传动要求，同时蜗轮蜗杆传动副的各项强度及刚度指标能够满足沙钢五米宽厚板主轧机和立辊轧机项目支承辊更换装置的负载需要，从而使蜗杆蜗轮传动副能够满足生产实际工况的要求。
文档编号F16H55/22GK102252056SQ201010180139
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者于大波, 程志家 申请人:上海重型机器厂有限公司