[發明專利]盤狀錐面包絡圓柱蝸桿失配傳動

無效

• 申請號: 92100031.6
• 申請日: 1992-01-09
• 公開（公告）號: CN1027829C
• 公開（公告）日: 1995-03-08
• 發明（設計）人: 陳堅興;湯宏武;沈玉英;張光輝
• 申請（專利權）人: 機械電子工業部西安重型機械研究所
• 主分類號: F16H1/16
• 分類號: F16H1/16;F16H55/08;F16H55/22;B23F11/00
• 代理公司: 機械工業部知識產權事務中心
• 代理人: 劉金城,陳小雯

本發明屬于蝸桿蝸輪傳動領域。

現有的蝸桿實現失配傳動的有很多種，如：美國學者、著名齒輪專家白金漢提出采用漸開線蝸桿（ZI蝸桿）與漸開線圓柱齒輪實現點接觸傳動;日本學者灑井高男教授等提出采用漸開線蝸桿與阿基米德蝸輪（ZA蝸輪）實現點觸傳動;我國著名齒輪學者朱景梓教授等提出采用阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）與漸開線蝸輪（ZI）蝸輪）實現點接觸傳動。上述的三種蝸桿失配傳動形式，共同的特點是在利用現行手段的基礎上找出一種經濟的制造蝸桿副的方法，但由于各自的限制和缺點，無法提高承載能力、傳動效率、以及在蝸桿制造中的修形問題都難于解決和控制。有的蝸桿加工，必須采用專用機床。

所謂“失配傳動”是一種使傳動副的兩配對共軛齒面在設計和加工中，有目的地給予差異，形成的點接觸傳動。以主要解決蝸桿副的制造和安裝誤差、潤滑狀態以及受力變形等問題。為了使蝸桿蝸輪失配傳動，對于它們的加工技術是有一定要求的。現有的檢索資料表明，所加工的蝸輪蝸桿不能實現本發明所提及的蝸桿失配傳動。如關于文獻CN1042224A所述的，用一種專用機床、特殊刀具和方法加工得到的包絡漸開線齒廓圓柱蝸桿。這種蝸桿與反包絡蝸輪相嚙合，其瞬時接觸為直線，非點接觸傳動。

本發明的目的是：采用盤狀錐面包絡圓柱蝸桿（ZK₁蝸桿）與阿基米德蝸輪（ZA蝸輪）實現點接觸傳動，能提高承載能力、傳動效率、在保持傳統的加工工藝不變的條件下，無需制造專用蝸輪滾刀并且解決了在蝸桿制造中的修形問題。

本發明是這樣實現的，用盤狀錐面工具包絡成的蝸桿，與用標準蝸輪滾刀（以阿基米德螺旋面為基本螺旋面的蝸輪滾刀）加工的阿基米德蝸輪嚙合，它們之間的軸交角為90°，蝸桿的齒形在軸截面和法截面內均為中部微凸形，使其蝸桿與蝸輪實現失配傳動。

關于盤狀錐面包絡圓柱蝸桿失配傳動的設計與制造技術：

（一）、基本原理

下面結合圖說明本發明的原理。

圖1：基本理論圖。

圖2：蝸桿和滾刀的關系。

圖3：漸開線蝸桿形成。

圖4：漸開線蝸桿與阿基米德滾刀的關系。

圖5：工具加工蝸桿的安裝示意圖。

如圖1、圖2所示，一條與錐面相切的直線（L_u）與錐面（S_u）共同相對于蝸桿運動，該直線則相對于蝸桿螺旋面形成斜曲面。蝸桿螺旋面（S_l）與錐面的接觸線（CL_sl）為蝸桿螺旋面的一條母線，并與直線（L_u）相交。該母線附近的錐面（S_u）和蝸桿螺旋面（S_l）的接觸狀態可以近似視為錐面和馬鞍形曲面的接觸。另外由直線（L_u）形成的斜曲面（S_o即滾刀曲面）在該直線的附近處（包括該直線）也可視為馬鞍形狀。因此，蝸桿螺旋面（S_l）與直線（L_u）形成的斜曲面（S_o）在錐面（S_u）上的蝸桿螺旋面母線（CL_sl）和直線（L_u）的交點（M）處相接觸，錐面（S_u）則成為其公切錐面。其接觸情況如圖2所示。

當盤狀錐面工具的直徑趨于無限大時，錐面工具則變成平面工具（P_u）（齒條工具），其包絡形成的蝸桿則為漸開線螺旋面（S_1p）螺桿，如圖3所示。這時平面（P_u）與漸開線螺旋面的接觸線為一直線（CL_pl），即漸開線螺旋面的發生線。而漸開線螺旋面（S_lp）與平面（P_U）的接觸可近似視為平面與圓柱的接觸。如圖4所示。

通過盤狀錐面工具直徑的設定，可以使這種蝸桿螺旋面位于斜曲面的實體側。這樣我們把這種螺旋面（S_l）作為蝸桿的齒面，將斜曲面（S_o）作為滾刀的基本螺旋面（實質上是阿基米德螺旋面，這個滾刀展成的蝸輪則為阿基米德蝸輪，這樣盤狀錐面工具包絡蝸桿與阿基米德蝸輪通過點接觸，理論上可以傳遞正確的螺旋運動，從而實現了用盤狀錐面工具包絡成的圓柱蝸桿與阿基米德蝸輪失配嚙合傳動。盤狀錐面工具的直徑趨于無限大時，如圖3和圖4所示情況，這時則可實現漸開線圓柱蝸桿與阿基米德蝸輪失配嚙合傳動。

（二）、蝸輪、蝸桿的加工

1.蝸輪、蝸桿的加工方法