專利名稱:封閉曲面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法
本發(fā)明涉及到在加工環(huán)面蝸桿時(shí)當(dāng)頭數(shù)較多，傳動比較小時(shí)環(huán)面蝸桿的螺旋齒面的磨削問題。
圖1為現(xiàn)行的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿原理圖在平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動中，蝸桿1是環(huán)面的一部分，利用平面組成齒面的母面蝸輪g在要求的中心距ag及傳動比i1g下形成蝸桿1的環(huán)面螺旋齒面，母面蝸輪g的平面齒面可以用一個砂輪平面體現(xiàn)，因此，蝸桿1的齒面是用平面砂輪磨削成型的。這個蝸桿自然是可以和這個母面蝸輪共軛嚙合的，這就是一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(簡稱平面一包傳動);把這個由母面蝸輪g成形的蝸桿1做成滾刀一樣的刀具再去成型蝸輪2的齒形，當(dāng)采用的中心距a＝ag，i12＝i1g時(shí)，稱為典型的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動;當(dāng)采用的中心距a＜ag，i12＜i1g時(shí)，稱為一般型平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，這種蝸桿可以和以它作為刀具用對偶法加工的蝸輪正確嚙合(簡稱平面二包傳動)。
圖2為平面砂輪磨削蝸桿時(shí)的加工方法蝸桿1裝在滾齒機(jī)刀架上，滾齒機(jī)的工作臺2按磨削蝸桿1所要求的中心距ag調(diào)整好，蝸桿1與工作臺2按要求的傳動比i1g＝ω1/ωg迥轉(zhuǎn)，裝有體現(xiàn)母面蝸輪的平面砂輪3的磨頭安裝在滾齒機(jī)工作臺2上，砂輪平面體現(xiàn)母面蝸輪齒面，即要求砂輪平面按設(shè)計(jì)的傾角β搬度并在沿蝸桿軸線K-K截面內(nèi)切于要求的齒形園db。
為了形成蝸桿齒面，砂輪還高速旋轉(zhuǎn)，并有圓周進(jìn)給保證要求的齒厚，體現(xiàn)母平面的砂輪直徑經(jīng)過調(diào)整復(fù)蓋要求的一包嚙合接觸區(qū)。
這種平面砂輪磨削成形的環(huán)面蝸桿由于工藝上的限制，蝸桿的線數(shù)目前做到6個，一般用于傳動比＞8的蝸桿傳動中，當(dāng)線數(shù)多于6、傳動比＜8時(shí)，磨削蝸桿齒面時(shí)就會出現(xiàn)齒面根切和齒頂變尖問題，雖然在嚙合參數(shù)選擇上會有所改善但不會有大的潛力，所以不得不采用加大蝸桿喉部直徑的辦法，以解決上述問題，特別對于傳動比＜5時(shí)尤為明顯。
鑒于在已有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于研究一種可磨削的多線、小速比環(huán)面蝸桿傳動的加工方法，并且當(dāng)蝸桿喉部螺旋升角不大于45°時(shí)，使傳動比達(dá)到1∶1。
為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提出把體現(xiàn)母平面蝸輪齒面的平面砂輪換成封閉曲面砂輪。即具有迥轉(zhuǎn)軸線的球面，橢球面等，尤其以球面砂輪最為適用簡單。球面和平面相比，都具有曲率相等的共性，但作為封閉曲面，卻與平面不同。在實(shí)際應(yīng)用上采用的砂輪是球的一部分，即球臺。其發(fā)明特點(diǎn)在于將磨削環(huán)面蝸桿用的平面砂輪換成球面砂輪來磨削環(huán)面蝸桿的加工方法。另在用球面砂輪磨削蝸桿的過程中，增加了一個復(fù)合螺旋運(yùn)動，形成了圓弧螺旋面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法。這兩種加工方法都可以完全避免上述多線小速比蝸桿傳動蝸桿加工中的齒頂變尖和齒面根切問題(參考嚙合原理方面資料)。
圖3為本發(fā)明的實(shí)施例采用平面砂輪的磨頭，將平面砂輪換成球面砂輪3，其嚙合及幾何參數(shù)除加工平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的運(yùn)動參數(shù)和機(jī)床調(diào)整參數(shù)外，還有球面半徑Rg及球心位置γo和C，這些參數(shù)由蝸桿設(shè)計(jì)所確定，這樣磨削成形的蝸桿用的是球面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法，屬于球面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動形式。
球面是一個封閉曲面，在運(yùn)動中可形成管狀曲面，利用這一特性，通過工藝手段得到其他傳動形式。在磨削環(huán)面蝸桿的基礎(chǔ)上，即不改變磨削的運(yùn)動和調(diào)整關(guān)系的條件下，裝在刀架上的蝸桿作垂直上下運(yùn)動S，滾齒機(jī)工作臺附加一個迥轉(zhuǎn)運(yùn)動ωS，這樣在磨削球面蝸桿的過程中，球面砂輪形成了管狀螺旋面，當(dāng)工作臺附加的迥轉(zhuǎn)運(yùn)動為零時(shí)，球面砂輪形成直圓柱面。用這種磨削方式得到的蝸桿用的是圓弧螺旋面(包括直圓柱面)包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法。
上述兩種由球面砂輪磨削成形的環(huán)面蝸輪傳動形式，和平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動一樣，在理論上具有一包傳動和二包傳動，也具有一般型和典型傳動兩種形式，但在實(shí)踐上球面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動目前因?yàn)檫€無法加工出齒面是部分球面的蝸輪，因此無法實(shí)現(xiàn)一包傳動形式;而圓弧螺旋面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動和平面二包一樣在實(shí)踐上具有一包傳動形式，其一包蝸輪是一個在外形上像斜齒輪(包括直齒輪)那樣的圓弧螺旋面蝸輪，在法向模數(shù)，法向壓力角及球面半徑相等的條件下可以利用滾刀加工同模數(shù)不同齒數(shù)的一包蝸輪，有利于批量生產(chǎn)。
根據(jù)圖3的實(shí)施例的加工步驟1、將要磨削的環(huán)面蝸桿1(已粗車齒)裝在滾齒機(jī)刀架上，并使蝸桿軸線平行于工作臺面2，蝸桿喉部對中(指蝸桿齒部的對稱中心切面通過工作臺的迥轉(zhuǎn)軸線)，按一包要求調(diào)整工作臺2達(dá)到要求的中心距ag。
2、工作臺2裝上磨頭，磨頭上裝有設(shè)計(jì)規(guī)定的球面半徑的球臺砂輪3，球臺厚度應(yīng)保證磨出全齒深(最好是砂輪裝在磨頭上后再打成規(guī)定的球面半徑)。
3、砂輪主軸傾斜搬度，搬度角βg以用球面磨削齒面時(shí)，砂輪的另一面不損傷非磨削齒面為原則，一般按接近蝸桿喉部升角的整度搬度。
4、測定砂輪的外徑dge，按球心要求的位置γo、C，根據(jù)球面半徑Rg，砂輪外徑dge以及搬度角βg調(diào)整砂輪，既保證球心在正確要求的位置上，又保證砂輪的外徑正好磨在蝸桿的齒根環(huán)面上。
5、按加工斜齒輪方式調(diào)整機(jī)床，分齒掛輪按要求的傳動比調(diào)整，差動掛輪按母面蝸輪圓弧螺旋面的螺旋角調(diào)整。
6、磨削時(shí)，由于磨頭裝在工作臺上，采用在60度范圍內(nèi)來回轉(zhuǎn)動，蝸桿作正反迥轉(zhuǎn)運(yùn)動，在工作臺來回反向時(shí)利用手動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀架的垂直上下走刀，通過差動運(yùn)動練使工作臺增加一個附加的迥轉(zhuǎn)運(yùn)動。以實(shí)現(xiàn)圓弧螺旋面的包絡(luò)蝸桿的磨削加工;當(dāng)按直齒輪方式調(diào)整機(jī)床時(shí)，刀架上下走刀，工作臺不產(chǎn)生附加迥轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)得到的是直圓柱面包絡(luò)蝸桿的磨削方法;在磨削時(shí)，刀架不進(jìn)行上下走刀，也不增加附加迥轉(zhuǎn)運(yùn)動，得到的是球面包絡(luò)蝸桿的磨削方法。
7、磨完一側(cè)齒面后，蝸桿調(diào)頭對中后按上述方法磨另一側(cè)齒面。
8、與蝸桿配對的蝸輪是二次包絡(luò)蝸輪時(shí)，則完全按照磨削蝸桿的方法，磨出滾刀齒形，再用滾刀按二次包絡(luò)形式加工出蝸輪齒面;圓弧螺旋面蝸輪(包括直圓柱蝸輪)的加工和斜齒輪(包括直齒輪)的加工方法相同，使用的刀具是形成該螺旋面的刀具。
如上所述，按照本發(fā)明的加工方法，用封閉曲面球面砂輪磨削蝸桿，可得到兩種蝸桿傳動形式，即球面包絡(luò)蝸桿傳動;圓弧螺旋面包絡(luò)蝸桿傳動(包括直圓柱面包絡(luò)蝸桿傳動)。這種球面砂輪磨削蝸桿由于線數(shù)多，可實(shí)現(xiàn)小速比傳動，又由于齒面光潔度，硬度和精度高，提高了嚙合性能和承載能力。在小傳動比時(shí)，由于沒有自鎖性能，傳動效率高，可作為增速傳動使用。
權(quán)利要求
1.一種封閉曲面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法，蝸桿與體現(xiàn)母面的砂輪作共軛運(yùn)動，同時(shí)，砂輪作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并相對于蝸桿齒形作進(jìn)給運(yùn)動，本發(fā)明的特征在于環(huán)面蝸桿是用封閉曲面砂輪以磨削形式包絡(luò)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征是該封閉曲面砂輪可以是球面的，橢球面的，其中以球面的有限球臺面砂輪磨削蝸桿最為適用簡單。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的加工方法，其特征在于磨削蝸桿過程中，再復(fù)合一個螺旋運(yùn)動，即刀架帶動蝸桿作垂直運(yùn)動，同時(shí)與封閉曲面砂輪磨頭裝在一起的工作臺增加一個附加的迥轉(zhuǎn)運(yùn)動。
專利摘要
一種以封閉曲面的球臺面為最佳砂輪曲面磨削成型的包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法。有兩種形式一種是與平面二包一樣的球面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法；另一種是在磨削中復(fù)合一個螺旋運(yùn)動而形成圓弧螺旋面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法。其特點(diǎn)是既保持了環(huán)面磨削硬齒面蝸桿的全部優(yōu)點(diǎn)，而且可實(shí)現(xiàn)多頭小速比傳動。在蝸桿喉部螺旋升角≤45°時(shí)，可使傳動比達(dá)到1∶1。
文檔編號B23F13/00GK86107189SQ86107189
公開日1987年5月20日 申請日期1986年10月13日
發(fā)明者殷李森 申請人:冶金部西安冶金機(jī)械廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan