双导程直线接触偏置蜗杆传动II-中国管理科学.PDF

第37卷第4期 北京工业大学学报 V01．37No．4 2011年4月 JOURNALOFBElJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY Apr．2011 双导程直线接触偏置蜗杆传动II ——齿面切削加工方法 张学成，聂建辉 (吉林大学机械科学与工程学院，长春 130025) 摘要：针对渐开线齿形双导程偏置蜗轮副，为了推导出各种加工方法的机床运动关系，研究了渐开线齿形双 导程偏置蜗轮副的特点、齿面形成原理以及各种加工方法的特点．结果表明：渐开线齿形双导程偏置蜗轮副的 工作齿面都是渐开螺旋面；渐开螺旋齿面可以视为平面内的直线段的平行运动与基圆柱的回转运动合成的运动 轨迹，据此提出了渐开线齿形锥蜗轮副齿面铣削加工方法；渐开螺旋齿面也可以是平面渐开线沿基圆柱上的螺 旋线做螺旋运动而形成的，据此可以用数控车削方法实现齿面加工；渐开螺旋齿面亦可以是一条直线绕基圆锥 做纯滚动运动而形成的，据此可以用飞刀滚切方法实现齿面加工． 关键词：锥蜗杆传动；齿面切削加工；齿形；滚齿机；飞刀加工；数控车床 132．44 中图分类号：TH 文献标志码：A 偏置蜗杆传动的蜗轮理论节面是单叶双曲面，理论上蜗杆工作面是变导程的。。引，设计制造复杂．双 导程偏置蜗杆传动是一种新型偏置蜗杆传动方式，其啮合原理基于直线接触的空间相错轴螺旋齿圆柱齿 轮传动．其基本特征是：蜗杆工作面是2个不同导程的渐开螺旋面；蜗轮齿面是渐开螺旋面，这种渐开螺 旋面是由2个与不同基圆柱相切的平面上的斜直发生线分别向2个方向展开形成的，相当于圆柱齿轮的 内啮合面和外啮合面，蜗轮与蜗杆啮合传动的瞬时接触为直线接触．由于蜗轮蜗杆工作齿面是渐开螺旋 面，因而不但设计简单，而且可以根据这一特点充分利用现有切削加工方法加工齿面．对于蜗杆而言，渐 开线蜗杆加工有成熟的方法和工艺¨1，对于双导程偏置蜗杆传动的蜗杆，由于导程固定，所以加工不存在 难度．对于蜗轮而言，由于没有现成的工艺方法，因此需要进行研究．虽然可以设计专用机床和刀具实现 高效、高精度加工，但是对于少量单件加工，这显然是不经济甚至是不可能的． 本文运用现有通用机床切削加工蜗轮的方法，针对一种新型偏置蜗杆传动，研究了单件小批量加工制 造问题；基于简单的原理，实现了设计制造简单、实用效果与锥蜗杆传动相同的目的；为进一步研究、应用 这种新型偏置蜗杆传动奠定了基础． 1 双导程偏置蜗杆传动副特点与渐开螺旋面形成方法 如图1所示，对于双导程偏置蜗杆传动副，其蜗杆、蜗轮的轴线0，一0。和0：一0：在空间垂直相错，中 心矩为A．锥蜗杆、蜗轮工作时转动方向分别为∞。、m：．在蜗轮和蜗杆上分别有2个同轴的基圆柱，蜗轮 上半径为R。，的基圆柱与锥蜗杆上半径为R：。的基圆柱具有公共切平面Q，蜗轮上半径为R砬的基圆柱与蜗 杆上半径为尺厶的基圆柱具有公共切平面Q’，Q与Q’平行，间距为 l=R：l—Rbl=Rb2+R：2 (1) 收稿日期：2009—06—18． 基金项目：吉林省科技发展计划资助项目． 作者简介：张学成(1960一)，男，山东莱阳人，教授． 第4期 张学成，等：双导程直线接触偏置蜗杆传动Ⅱ——齿面切削加工方法495 蜗杆、蜗轮的中心矩符合 A=RbI+Rh2=尺玉+尺：2 (2) 蜗轮啮人工作齿面乏和啮出工作齿面三：分别由2个公切面Q和Q’内的斜直线在切平面沿基圆柱 做纯滚动时展成，是2个共轭的螺旋渐开面．即工作齿面盖由半径为尺。。的基圆柱展开获得(如图1所示 为一右旋的渐开螺旋面，其基圆螺旋角为卢。．)，工作齿面三：由半径为尺：。的基圆柱展开获得，其基圆螺旋 角为卢晶．同理，蜗杆啮人工作齿面乏和啮出工作齿面嚣分别由2个公切面Q和Q’内的斜直线在切平面 沿基圆柱做纯滚动时展成．即工作齿面乏由半径为R。：的基圆柱展开获