平面二次包絡(luò)減速機(jī)技術(shù)講解及要求
m.shockcare.cn 格魯夫機(jī)械 2015-04-21 16:34:27
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平面蝸輪傳動(dòng)產(chǎn)生于1922年美國(guó)，主要用于精密分度，如天文望遠(yuǎn)鏡、齒輪測(cè)量?jī)x、圓刻線機(jī)等。由于制造工藝簡(jiǎn)單，容易獲得高精度，其齒距誤差可達(dá)到0．25”以內(nèi)，只適用于大傳動(dòng)比的場(chǎng)合。1951年日本佐藤發(fā)明了斜齒平面蝸輪傳動(dòng)，由大傳動(dòng)比擴(kuò)展到中、小傳動(dòng)比(1一lO)。1969年日本石川昌一獲得了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的專利，專利介紹的內(nèi)容是指這種蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)。其蝸輪可以用展成法加工，生產(chǎn)效率提高了，承載能力、傳動(dòng)效率也有明顯地增長(zhǎng)。我國(guó)從2O世紀(jì)6O年代初開始，由第一機(jī)械工業(yè)部機(jī)械科學(xué)研究院(現(xiàn)鄭州機(jī)械研究所)開展了平面蝸輪的研究工作。1964年與石景山鋼鐵公司機(jī)械廠(即首鋼機(jī)械廠)合作研制成中心距為540 mm的平面蝸輪副，用于30 t轉(zhuǎn)爐的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中；成功制造蝸輪直徑2 160 mm的精密分度蝸輪副，用在天文遠(yuǎn)鏡上，其一齒運(yùn)動(dòng)誤差小于l”。1971年首鋼公司機(jī)械廠在制造斜齒平面蝸輪副的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了我國(guó)第一套平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副，并用于生產(chǎn)。北京市和原冶金工業(yè)部于1977年命名這種蝸桿副為“首鋼(SG)一7l型蝸桿副”。
目前我國(guó)已成功研制成中心距l(xiāng) 200 mm和760 mm的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)壓下裝置，而且利用計(jì)算機(jī)對(duì)蝸桿副齒形參數(shù)進(jìn)行 化選擇，用機(jī)械CAD對(duì)蝸桿副、減速機(jī)及蝸輪滾刀進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，用環(huán)面蝸桿專用機(jī)床及獨(dú)特的工藝路線，對(duì)蝸桿及蝸輪滾刀進(jìn)行與其成形原理完全一致的加工，不需任何修形。
2 傳動(dòng)原理
平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副是以一個(gè)平面為母面，通過相對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)，包絡(luò)出環(huán)面蝸桿的齒面，再以蝸桿的齒面為母面，通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)包絡(luò)出蝸輪的齒面。與以往常用蝸桿的螺旋齒面在原理上雖然相似，但以往的螺旋齒面在原理上是以一直線或平面曲線為母線作螺旋運(yùn)動(dòng)而形成，這樣的蝸桿齒面絕大多數(shù)(除漸開線圓柱蝸桿外)難以用砂輪作符合其形成原理的精確磨削，因而影響了蝸桿及蝸輪滾刀的磨削工藝和淬火處理，影響蝸桿齒面硬度和制造精度的提高，以及齒面粗糙度的減小。
3 主要特點(diǎn)
3.1 承載能力大
與同規(guī)格的圓柱蝸桿相比，承載能力提高3—5倍。平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿由于其外廓母線決定了能多齒同時(shí)進(jìn)入嚙合，這樣增大了接觸面積，減少了齒面壓力，能承受大的沖擊載荷。蝸桿蝸輪的接觸線是在沿齒高方向上，并且齒面的嚙合是在接觸線上，因此具有很小的相對(duì)曲率，使接觸應(yīng)力減少。雙線接觸的特點(diǎn)是在蝸桿和蝸輪嚙合中同時(shí)有兩條接觸線進(jìn)人工作區(qū)域。這和增加嚙合齒數(shù)一樣，可提高承載能力。
精確地磨削蝸桿齒面——蝸桿的幾何尺寸和表面光潔度是直接由精密磨削完成，實(shí)現(xiàn)其高質(zhì)量的，保證耐磨防止大負(fù)荷時(shí)油膜破壞。
高精度的蝸桿—— 蝸桿設(shè)計(jì)上保證有足夠的剛性，以致于它的彎曲和其他因素不能影響上述有利的嚙合特性。
3.2 高效率
(1)大的滑動(dòng)角。由于接觸線和相對(duì)滑移速度方向之間有很大的角度(滑動(dòng)角)，并且沿滑動(dòng)的方向相對(duì)曲率半徑大，導(dǎo)致齒面間良好的潤(rùn)滑條件是高效率的主要原因，效率 高可達(dá)95％ 。
(2)小的嚙合摩擦系數(shù)。精密磨削后的蝸桿使其嚙合磨擦系數(shù)降至 低限度。
3.3 無噪聲和穩(wěn)嚙合
為了防止處于嚙合時(shí)的蝸桿不產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，對(duì)蝸桿人口和出口進(jìn)行了倒坡處理。其加工工藝過程與成形原理完全一致，能夠可靠地保證制造精度和嚙合的理論狀態(tài)。
3.4 傳動(dòng)比選擇有較大范圍
對(duì)設(shè)計(jì)中使環(huán)面蝸桿簡(jiǎn)單地增加頭數(shù)，可使其傳動(dòng)比有較大范圍，因此可在一個(gè)單級(jí)減速器中有較大的傳動(dòng)地選擇范圍。
3.5 高質(zhì)量的材質(zhì)及熱處理方法
平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器中的蝸桿是經(jīng)高質(zhì)量的鉻鉬鋼離子氮化處理，齒面硬度高(HRC>50)，表面粗糙度等級(jí)提高(Ra<0．8)，蝸輪是離心鑄造磷錫青銅，因此可獲得高的可靠性和大的載荷量。
3.6 結(jié)構(gòu)緊湊合理
平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器能傳遞較大的功率，且在此功率值下結(jié)構(gòu)緊湊合理。
3.7 節(jié)省能量
平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器具有效率高、節(jié)能等特點(diǎn)，尤其在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)特別顯著。由于平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副具有上述特點(diǎn)，所以它在當(dāng)今世界上應(yīng)用 普通的5種蝸桿傳動(dòng)中，以承載能力大、傳動(dòng)效率高、使用壽命 長(zhǎng)而越
來越得到廣大用戶的歡迎。對(duì)5種蝸桿傳動(dòng)在相同條件時(shí)的機(jī)械功率對(duì)比見圖3，速度i=40，中心距a= 100～500 mm，輸入轉(zhuǎn)速n=1500 r／min。
