[發(fā)明專利]一種非正交蝸桿傳動(dòng)副及其建模方法和制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010639583.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN111911593A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳兵奎;葉馨欣;陳永洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市倚斯輪科技有限公司
• 主分類號(hào): F16H1/16
• 分類號(hào): F16H1/16;F16H55/22;B23P15/14;G06F30/17;G06T17/00
• 代理公司: 成都四慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51307
• 代理人: 楊志廷

本發(fā)明涉及一種非正交蝸桿傳動(dòng)副及其建模方法和制造方法，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。非正交蝸桿傳動(dòng)副包括相互匹配的圓柱蝸桿和蝸輪，所述蝸輪為圓柱狀，所述圓柱蝸桿和所述蝸輪之間的軸交角為Σ，其中，0＜Σ＜90°。該非正交蝸桿傳動(dòng)副應(yīng)用于非90°空間交錯(cuò)軸線的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)。相比于傳統(tǒng)圓柱蝸桿傳動(dòng)，非正交圓柱蝸桿傳動(dòng)同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)多而承載能力大幅提升，瞬時(shí)接觸線方向與相對(duì)滑動(dòng)方向的夾角(潤(rùn)滑角)更接近90°且具有人工油涵而易于形成動(dòng)壓油膜，有利于蝸桿副齒面潤(rùn)滑及延長(zhǎng)使用壽命，適用于火炮分度機(jī)構(gòu)、雷達(dá)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光熱塔定日鏡回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起重運(yùn)輸機(jī)械以及冶金機(jī)械等重載設(shè)備中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非正交蝸桿傳動(dòng)副及其建模方法和制造方法。

背景技術(shù)

蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪副組成的、用來傳遞空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)，通常軸交角為90°。其特點(diǎn)是傳動(dòng)比范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低及運(yùn)動(dòng)誤差小等。按照蝸桿分度曲面的形狀，蝸桿傳動(dòng)可分為三大類：圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和圓錐蝸桿傳動(dòng)。

現(xiàn)有的圓柱蝸桿傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)優(yōu)化主要是從齒數(shù)、螺旋角、中心距等參數(shù)等角度考慮，而忽視了從空間嚙合原理的角度創(chuàng)新；通常蝸桿和蝸輪的軸交角為90°，無法滿足大量非正交傳動(dòng)要求的復(fù)雜工況；受限于同時(shí)參與嚙合的齒對(duì)數(shù)較少，在承載能力上很難有大的提升。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種非正交蝸桿傳動(dòng)副及其建模方法和制造方法，該非正交蝸桿傳動(dòng)副應(yīng)用于非90°空間交錯(cuò)軸線的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)。相比于傳統(tǒng)圓柱蝸桿傳動(dòng)，非正交圓柱蝸桿傳動(dòng)同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)多而承載能力大幅提升，瞬時(shí)接觸線方向與相對(duì)滑動(dòng)方向的夾角(潤(rùn)滑角)更接近90°且具有人工油涵而易于形成動(dòng)壓油膜，有利于蝸桿副齒面潤(rùn)滑及延長(zhǎng)使用壽命，適用于火炮分度機(jī)構(gòu)、雷達(dá)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光熱塔定日鏡回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起重運(yùn)輸機(jī)械以及冶金機(jī)械等重載設(shè)備中。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種非正交蝸桿傳動(dòng)副，所述非正交蝸桿傳動(dòng)副包括相互匹配的圓柱蝸桿和蝸輪，所述蝸輪為圓柱狀，所述圓柱蝸桿和所述蝸輪之間的軸交角為Σ，其中，0＜Σ＜90°。

作為上述實(shí)施例的可選方案，所述圓柱蝸桿齒面為曲線展成或曲面包絡(luò)形成的圓柱螺旋面；所述蝸輪的齒面為比圓柱蝸桿直徑大的螺旋面在非對(duì)偶成形的條件下包絡(luò)形成。

作為上述實(shí)施例的可選方案，所述圓柱蝸桿為阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿、法向直廓蝸桿、錐面包絡(luò)蝸桿和圓弧圓柱蝸桿中的一種。

作為上述實(shí)施例的可選方案，所述圓柱蝸桿采用圓弧圓柱蝸桿，所述圓柱蝸桿的齒面方程為：

所述蝸輪的齒面方程為：

其中，β為砂輪齒廓母線的轉(zhuǎn)角，d為圓柱蝸桿的圓弧中心到砂輪軸線的距離，γ_u為圓柱蝸桿與砂輪軸線的交錯(cuò)角，ψ為圓柱蝸桿與砂輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，即砂輪磨削圓柱蝸桿螺旋面時(shí)，砂輪相對(duì)于初始位置轉(zhuǎn)過的角度，p為圓柱蝸桿的螺旋參數(shù)，計(jì)算公式為p＝r₁tanγ，其中r₁為圓柱蝸桿的分度圓直徑，其中r₂為蝸輪的分度圓直徑，γ為蝸桿的導(dǎo)程角，Au為圓柱蝸桿與砂輪兩軸線的最小距離，n為蝸桿齒面任意點(diǎn)幺法矢，V₁₂為蝸桿齒面與蝸輪齒面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

矩陣K為圓柱蝸桿齒面到蝸輪齒面的矢量變換矩陣，

A₀為圓柱蝸桿與蝸輪兩軸線的最小距離，θ’為確定砂輪齒廓母線上任意點(diǎn)P的位置參數(shù)，為圓柱蝸桿的角位移，為蝸輪的角位移。