包络环面蜗杆传动的发展及现状.pdfVIP

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

包络环面蜗杆传动的开展与现状

1．包络环面蜗杆传动种类与特征

包络环面蜗杆传动主要种类有：平面一次包络环面蜗杆传动；平

面二次包络环面蜗杆传动；锥面二次包络环面蜗杆传动。

以直齿或斜齿平面蜗轮为产形轮而展成包络环面蜗杆

称为平面包络环面蜗杆,这些特定齿面的蜗轮可以和它们各自的包络

环面蜗杆组成蜗杆传动，称为平面一次包络环面蜗杆传动。直齿平面

蜗杆传动是由美国格里森公司wildharber于1922年发明的，用于大

传动比场合〔i≥40〕；斜齿平面蜗杆传动是由日本左藤于1952年发

明的，适用于中、小传动比〔i=10--40〕。该平面包络蜗杆的形成过

程称为第一次包络，如果以此包络环面蜗杆为产形轮再展成一个蜗

轮，其过程称为第二次包络，平面包络环面蜗杆与由它展成的蜗轮构

成的传动，称为平面二次包络环面蜗杆传动〔即SG-71型蜗杆传动〕。

平面二次包络环面蜗杆传动主要特征是：同时接触齿数多；蜗杆齿面

可淬硬磨削；齿面接触面积较大，并有瞬时双线接触，接触线总长度

长；综合曲率半径大，接触应力小；啮合润滑角大，啮合中容易形成

动压油膜。

由于平面二次包络蜗杆传动具有上述特点，因此，该传

动型式自上世纪70年代在我国首钢诞生以来，很快在全国各行各业

中被推广，现已大量应用于冶金、船舶、采矿、建筑、能源、军工、

化工等各行业中。

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在多头小速比的场合，平面包络环面蜗杆会产生蜗杆齿面根切和边

齿齿顶变尖，蜗杆头数越多越严重。因此，一般速比不能小于10，

按正常情况只能做到4个头。

锥面二次包络环面蜗杆传动〔即SG-85型蜗杆传动〕既具有平面

包络环面蜗杆可以淬硬磨削、制造工艺较易实现的特点，又可防止蜗

杆边齿齿顶变尖和根切。一般蜗杆头数Z1=1-4时，制成平面包络环

面蜗杆传动，而当蜗杆头数Z14时那么制成锥面包络环面蜗杆传动。

2、包络环面蜗杆传动的开展与现状

上世纪50年代末开始，首钢在新建项目上，装备有各种规

格的法向直廓环面蜗杆传动。由于普通圆柱蜗杆寿命短、承载能力低；

法向直廓环面蜗杆国生产困难，直接影响了钢铁生产的连续性。为解

决这一难题，从1963年开始，首钢机械厂与原一机部机械科学院合

作，于当年研制出中心距250mm的第一套直齿平面蜗杆副，用于首钢

焦化厂配煤机上；第二年又合作制造出中心距540mm，传动比45的

大型直齿平面蜗杆减速器，用于首钢炼钢厂30吨转炉倾动机构，取

代了性能难以过关的法向直廓环面蜗杆传动。这台减速器从1965年

开始使用，钢水容量从30吨扩大到48吨，后因箱体等各部件老化拆

下，共用24年。

1970年--1971年首钢机械厂德华同志等在总结研制直齿平

面蜗杆传动经验根底上先后解决了两项关键问题，一是利用旧皮带车

床改装出一台能加工最大中心距250mm的环面蜗杆专用机床，二是设

计制造出蜗杆专用磨头。这两项关键设备与工装是运用平面包络技术

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研制新型传动的根本条件，缺一不可。1971年，在制造斜齿平面蜗