專利名稱：大徑油涵蝸輪副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)械工程，涉及傳動(dòng)裝置，特別是蝸輪與蝸桿的嚙合結(jié)構(gòu)。由于本發(fā)明以“D”作為“徑”的代號(hào)，故亦名大D油涵蝸輪副。
現(xiàn)有蝸輪副的嚙合結(jié)構(gòu)，有普通結(jié)構(gòu)和“油涵結(jié)構(gòu)”1普通結(jié)構(gòu)普通結(jié)構(gòu)即由(JB2318-78)所規(guī)定的，目前普遍應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是蝸輪的輪齒在長(zhǎng)與寬的方向、與蝸桿的輪齒全面嚙合，形成面狀接觸。這種結(jié)構(gòu)具有較高的傳動(dòng)強(qiáng)度和自鎖能力，但由于接觸面大，容易發(fā)熱，再因潤(rùn)滑油難于進(jìn)入嚙合的齒隙，容易磨損和膠合，尤其在蝸桿轉(zhuǎn)速較高，其圓周滑動(dòng)速度每秒超過8M的情況下，工作效率和使用壽命均比較低。
2“油涵結(jié)構(gòu)”油涵結(jié)構(gòu)與普通結(jié)構(gòu)的不同之處，是蝸輪的齒頂圓弧半徑和分度圓弧半徑，均大于蝸桿的齒根圓圓弧半徑和分度圓圓弧半徑，使蝸輪與蝸桿的嚙合的齒面，不再是面狀的接觸，而變?yōu)檠佚X寬方向的線狀接觸，明顯的減少了摩擦面積，并在沒有接觸的部位的齒隙，形成潤(rùn)滑“油”的“涵”洞，可明顯的減少和改善齒面的摩擦和潤(rùn)滑狀況。
2·1現(xiàn)有的技術(shù)狀況在化學(xué)工業(yè)出版社1982年出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，已編入“制造人工油涵”的原理圖，其原理圖2·1·1提供了蝸輪滾刀的軸心，要距離蝸桿的軸心1～1.25m。
2·1·2示明了沿螺桿齒頂圓的圓弧半徑上所形成的“油涵”。
2·2付諸實(shí)施的技術(shù)難點(diǎn)由于油涵蝸輪副的制造的關(guān)鍵，在于蝸輪滾刀的直徑要大于蝸桿的直徑，因此，要使“油涵結(jié)構(gòu)”應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，使其成為產(chǎn)品，必須解決滾刀的問題，但長(zhǎng)期以來尚未獲得有效的解決，譬如2·2·1如果使用現(xiàn)有(JB2318-78)所規(guī)定的蝸輪的滾刀，當(dāng)模數(shù)m＝5，蝸桿的齒根圓直徑為φ38mm，在采用油涵結(jié)構(gòu)時(shí)，就要按38-(1×2×5)＝28，將齒根圓直徑減少為φ28mm，其徑向強(qiáng)度將明顯減弱。
2·2·2如果特制一把模數(shù)m＝5，齒根圓直徑為φ48的蝸輪滾刀，即38+(1×2×5)＝48，雖然可以解決蝸輪的制造，卻會(huì)使用戶難于維修，不符合商品的要求。
2·2·3如果從標(biāo)準(zhǔn)上增加一個(gè)系列的油涵蝸輪滾刀，雖然可行，但會(huì)給從事維修的中、小工廠帶來資金周轉(zhuǎn)、成本，以及滾刀利用率等等難題，亦非上策。
2·3對(duì)現(xiàn)有“油涵結(jié)構(gòu)”的評(píng)價(jià)通過上述分析，已發(fā)表的“制造人工油涵”是一種技術(shù)設(shè)想，對(duì)開拓蝸輪副的油涵結(jié)構(gòu)具有歷史貢獻(xiàn)，但長(zhǎng)期以來，還存在關(guān)鍵性的技術(shù)難點(diǎn)，以致未能廣泛的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，還不“能夠制造或者使用，并且產(chǎn)生積極效果”，尚缺實(shí)用性，不足以稱為完整的、即業(yè)已成熟的現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的目的是要提供一種制造油涵蝸輪副的方法，及其系列產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)和促進(jìn)油涵蝸輪副的應(yīng)用與發(fā)展。油涵蝸輪副將在防止和降低蝸輪機(jī)構(gòu)的磨損、發(fā)熱、膠合，改善蝸輪機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑和散熱能力，適應(yīng)較高的輸入轉(zhuǎn)速和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，以及在改進(jìn)蝸輪和蝸桿的材料等方面，獲得積極效果。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的1采用齒輪滾刀滾切油涵蝸輪副的蝸輪;
2根據(jù)齒輪滾刀設(shè)計(jì)油涵蝸輪副的蝸桿。
3參照《大D蝸桿和蝸輪的設(shè)計(jì)與滾切的方法》。
1蝸桿1·1 對(duì)應(yīng)(工廠標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的齒輪滾刀所設(shè)計(jì)的“Ⅰ型”常用系列的大D蝸桿，當(dāng)模數(shù)m＝5時(shí)，其分度圓直徑(DI)DI＝75.94mm1·2 徑差(Dc)按油涵結(jié)構(gòu)的要求，蝸桿的分度圓直徑要小于滾刀的分度圓直徑，當(dāng)采用齒輪滾刀滾切時(shí)，就要小于大D蝸桿的分度圓直徑，即在油涵蝸桿和大D蝸桿之間存在徑差(Dc)。徑差的大小與齒高有關(guān)，也就與模數(shù)有關(guān)，因此，在選取徑差(Dc)的時(shí)候，首先要選取徑差的模數(shù)值(mc)，本設(shè)計(jì)在選取徑差的模數(shù)值(mc)時(shí)，考慮以下三個(gè)方面a徑差的模數(shù)值在0.2～8范圍內(nèi);
b 盡量排除徑差(Dc)的小數(shù);
c力求提高設(shè)計(jì)精度。
如模數(shù)m＝5，選取的徑差的模數(shù)值mc＝1.188，該蝸桿的徑差(Dc)則為Dc＝mc×m＝1.188×5＝5.94(mm)(1)1·3 分度圓直徑(Du)從大D蝸桿分度圓直徑(DI)中，減去徑差(Dc)，即為油涵蝸桿的分度圓直徑(Du)Du＝DI-Dc＝75.94-5.94＝70(mm)(2)
1·4螺旋升角(λ)當(dāng)蝸桿的分度圓直徑Du＝70mm時(shí)，其螺旋升角(λ)為tgλ＝ (m)/(Du)＝ 5/70＝0.07142(3)0.07142接近的角值為4°05′。
1·5設(shè)計(jì)精度1·5·1在三角函數(shù)表中，4°05′所對(duì)應(yīng)的三角函數(shù)值tg＝0.07139，而以上的計(jì)算為tg＝0.07142，函數(shù)誤差為0.00004。
1·5·2若按tg＝0.07142計(jì)算，分度圓直徑應(yīng)為φ70.038，精度誤差為0.038mm。
1·5·3在精度要求較高的場(chǎng)合，分度圓直徑可標(biāo)注為Du＝70+0.038(mm)1·5·4若允許±0.05mm的加工誤差，則圖紙上可標(biāo)注為Du＝70+0.088-0.012(mm)1·5其余如齒頂圓直徑、齒根圓直徑等的計(jì)算，均與普通蝸桿相同，從略。
2蝸輪2·1螺旋角(β)當(dāng)模數(shù)m＝5、齒輪滾刀(工廠標(biāo)準(zhǔn))的螺旋角為β＝3°46′，而按上述油涵蝸桿的計(jì)算，螺旋升角λ＝4°05′，兩者存在以下的角差4°05′-3°46′＝0°19′(4)因此，在滾切油涵蝸輪的時(shí)候，要將滾刀的安裝角扳轉(zhuǎn)0°19′，使蝸輪的螺旋角(β)與蝸桿的螺旋角(λ)相同，即均為4°05′。
2·2齒頂圓弧半徑油涵蝸輪的齒頂圓弧半徑(R)，是用大D蝸桿(同齒輪滾刀)的模數(shù)(m)和分度圓直徑(D1)按下式計(jì)算R＝ (DI-2Mn)/2＝ (75.94-(2×5))/2＝32.97(mm)去掉小數(shù)，R＝33mm。
2·3其余如蝸輪的各種直徑、面寬等的計(jì)算，可參照普通蝸輪進(jìn)行，從略。
3中心距(A)計(jì)算方法與普通蝸輪副相同。
4材料由于油涵蝸輪副的接觸面積較小，且具有良好的潤(rùn)滑條件，其蝸輪和蝸桿可采用同樣的材料，即用碳鋼或合金鋼制造，并采用與齒輪相同的熱處理工藝，提高齒輪的表面硬度。
5滾刀上述油涵蝸輪副的設(shè)計(jì)和滾切的方法，適用于以下各種滾刀5·1國(guó)內(nèi)的和國(guó)外的、標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的、現(xiàn)有的和今后出現(xiàn)的、具有法向模數(shù)的滾刀。
5·2與齒輪滾刀的模數(shù)和螺旋升角相同的滾刀，如按大D蝸桿的基本參數(shù)制造的滾刀。
5·3(JB2495-78)所規(guī)定的齒輪滾刀。由于該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的參數(shù)，多數(shù)與(工廠標(biāo)準(zhǔn))或(GB6083-85)的參數(shù)相同，故未列入油涵蝸輪副的實(shí)施例，但同樣適用本方法。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1由于大D油涵蝸輪副具有良好的潤(rùn)滑條件，所以1·1可有效的防止蝸輪副的發(fā)熱、磨損和膠合;
1·2可提高傳動(dòng)效率;
1·3能適應(yīng)較高的輸入轉(zhuǎn)速;
1·4能適應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);
1·5蝸輪和蝸桿可用同樣的碳鋼制造。
2由于采用現(xiàn)有的齒輪滾刀加工油涵蝸輪，所以2·1不需增添新的滾刀即可投產(chǎn)，便于推廣應(yīng)用;
2·2既可方便制造，又可方便維修。
3由于大D蝸桿的直徑較大，可采用套裝結(jié)構(gòu)，所以3·1可發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)件，便于專業(yè)生產(chǎn);
3·2可作為商品流通，進(jìn)一步便于維修。
為了更加清楚的說明大D油涵蝸輪副的結(jié)構(gòu)，特以《表1》和《表2》為實(shí)施例，結(jié)合《附圖
》作進(jìn)一步說明1附表1·1《表1》是《大D油涵蝸輪副(Ⅰ型)主要尺寸》，該“Ⅰ型”是對(duì)應(yīng)(工廠標(biāo)準(zhǔn))所規(guī)定的齒輪滾刀設(shè)計(jì)。
1·2《表2》是《大D油涵蝸輪副(Ⅱ型)主要尺寸》，該“Ⅱ型”是對(duì)應(yīng)(GB6083-85)所規(guī)定的(Ⅱ型)齒輪滾刀設(shè)計(jì)。
1·3 附表中的“R”為蝸輪的齒頂圓弧半徑，“Dc”為徑差的模數(shù)值。
2附圖2·1示明了沿蝸桿齒頂圓與蝸輪齒根圓之間所形成的油涵。
2·2示明了蝸輪和蝸桿之間的三個(gè)位置的齒隙，即油涵;
2·3 《附圖》中的“R分”為蝸桿分度圓圓弧半徑，“R刀”為齒輪滾刀分度圓圓弧半徑。
表權(quán)利要求
1.大D油涵蝸輪副為大D類蝸輪、蝸桿，屬機(jī)械工程，用于傳動(dòng)裝置，本發(fā)明的特征是a采用齒輪滾刀滾切油涵蝸輪；b根據(jù)齒輪滾刀設(shè)計(jì)油涵蝸桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪滾刀，其特征是以法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，包括與齒輪滾刀的模數(shù)計(jì)算值和螺旋升角相同的其它滾刀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油涵蝸桿，其特征是蝸桿的分度圓直徑、小于加工蝸輪的滾刀的分度圓直徑，兩者的徑差(-D)為0.2～8M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油涵蝸輪，其特征是在設(shè)計(jì)和滾切時(shí)采用正變位和直徑的限定的方法，并要扳轉(zhuǎn)滾刀的安裝角，使?jié)L切的螺旋角與螺桿相同。
全文摘要
大徑油涵蝸輪副的特點(diǎn)是蝸桿的分度圓直徑、大于添刀的分度圓直徑，使蝸輪和蝸桿相嚙合的齒面，不同于普通蝸輪副的全面接觸，而只是在中心線附近、呈沿齒寬方向的線狀的接觸，在蝸桿齒頂圓與蝸輪齒根圓之間，及未接觸的蝸桿與蝸輪的齒面之間，形成齒隙，即形成潤(rùn)滑“油”的流動(dòng)的“涵”洞，可有效的防止齒面的發(fā)熱、磨損和膠合。本設(shè)計(jì)采用現(xiàn)有的齒輪滾刀加工油涵蝸輪副的蝸輪，便于制造和維修。蝸桿亦可采用套裝結(jié)構(gòu)，適于專業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23F11/00GK1045446SQ8910126
公開日1990年9月19日 申請(qǐng)日期1989年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月3日
發(fā)明者周知 申請(qǐng)人:周知