平面二次包络蜗轮蜗杆加工

　　107工 艺 与 装 备平面二次包络环面蜗杆传动作为目前最高效的蜗杆副传动形式，是我国在 70 年代最先研究出的新型机械传动形式。它比传统蜗杆副承载能力高 3 ～ 4 倍，传动效率最高可达 0.85 ～ 0.95，同时融球面蜗杆和斜平面蜗轮的优点于一身。冀中能源装备集团通方煤机公司回柱绞车使用的是二次包络蜗杆副，具有现有设备难以加工的特点。1 平面二次包络蜗杆副介绍平面二次包络环面蜗杆副（简称平面二包蜗杆）是以凹圆弧为母线绕蜗杆轴线回转形成第一次包络运动形成蜗杆的螺旋齿面，而后以螺旋曲面为母面与蜗轮通过共轭运动包络出蜗轮齿面，可制作专用蜗轮滚刀或飞刀。由...

　　107工 艺 与 装 备平面二次包络环面蜗杆传动作为目前最高效的蜗杆副传动形式，是我国在 70 年代最先研究出的新型机械传动形式。它比传统蜗杆副承载能力高 3 ～ 4 倍，传动效率最高可达 0.85 ～ 0.95，同时融球面蜗杆和斜平面蜗轮的优点于一身。冀中能源装备集团通方煤机公司回柱绞车使用的是二次包络蜗杆副，具有现有设备难以加工的特点。1 平面二次包络蜗杆副介绍平面二次包络环面蜗杆副（简称平面二包蜗杆）是以凹圆弧为母线绕蜗杆轴线回转形成第一次包络运动形成蜗杆的螺旋齿面，而后以螺旋曲面为母面与蜗轮通过共轭运动包络出蜗轮齿面，可制作专用蜗轮滚刀或飞刀。由于二包蜗杆副加工与齿廓沿蜗杆轴向呈弧型分布的外形特点，可实现啮合过程多齿接触且接触线和相对速度方向夹角近似 90，从而比单齿接触的传动蜗杆副在承载力及传动效率上有极大提高，也使啮合过程中润滑角度变大、齿隙间动压油膜的形成及保持性更好。由于它的设计过程与最终成型过程一致，在制造工艺合理的前提下，能够可靠保证制造精度和啮合的理论状态。2 平面二次包络蜗杆副加工原理平面二包蜗杆加工难度大。根据它的成型原理可知，要加工成二包蜗杆需要蜗杆旋转的同时，刀具要在蜗杆轴线平面上绕一成型圆旋转，原理图如图 1 所示，其加工成型后与普通蜗杆区别明显，如图 2 所示。 图 1 原理图 图 2 加工成型2.1 平面二次包络蜗杆加工方案冀中能源装备集团通方煤机公司需加工平面二次包络环面蜗杆副为 i=1/37、m=6.5，外形尺寸属于小型平面二包蜗杆。经过研究，确定采取对 Y3180 滚齿机改造的加工方案，将蜗杆毛坯安装在机床刀轴处。通过计算切削参数及各参数，采用圆周进刀法和专用刀盘，使用线 把刀依次进刀的方式进行加工，如图 3 所示。其中，对刀最为关键，本文采取间隙对刀法。2.2 平面二次包络蜗轮加工方案通过计算蜗轮与蜗杆各间隙参数，自制专用环面蜗轮滚刀。第二次包络运动是以第一次包络运动形成螺旋曲面为母面，与蜗轮通过共轭运动包络出蜗轮齿面，制作专用蜗轮滚刀。使用专用蜗轮滚刀进行加工，如图 4 所示。 图 3 线 使用专用蜗轮滚刀进行加工2.3 平面二次包络蜗轮副检验加工得到的蜗杆副齿厚均匀一致。同时，采用样板检验的办法，使用线切割样板齿形，经过修正后当做专用检具。将加工得到的蜗杆副在专用试验平台进行试验，经过 2小时磨合运行，运行平稳无噪音，则判断为合格产品。3 结语随着我国实施中国制造 2025 计划以来，我国正在从制造大国向制造强国迈进，如我国首创的平面二次包络蜗杆副因其承载能力大、传动效率高等特点，在各方面要优于美国的“Cone”蜗杆和日本的“斜平面蜗轮”，广泛应用于高速、重载的机械传动中。但是，在推广使用平面二次包络蜗杆的过程中，最大的障碍是加工设备的研制和短缺。其中，受设备本身精度局限，还无法做到更高精度和高效率的平面二包蜗杆加工高效、高精度的加工。但不可否认，使用此加工工艺对平面二次包络蜗杆的推广运用具有重大的现实意义和应用价值。 （下转第110页） 平面二次包络蜗轮蜗杆加工任丙超（冀中能源装备集团通方煤机公司，邯郸 056003）摘 要：平面二次包络环面蜗杆具有承载能力大、传动效率高等特点，是我国 70 年代首创的一种新型机械传动形式，被誉为“当代最优越的蜗杆传动”，但是具有现有设备难以加工的特点。本文将重点分析平面二次包络蜗轮蜗杆的加工。关键词：平面二次包络环面蜗杆副 滚齿机 共轭运动万方数据