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浅谈包络蜗杆减速机的发展由来——平面包络蜗轮蜗杆传动

供稿:中国工控网 2016/6/23 11:52:59

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  平面包络蜗轮蜗杆传动产生于1922年美国,主要用于精密分度,如天文望远镜、齿轮测量仪、圆刻线机等。由于制造工艺简单,容易获得高精度,其齿距误差可达到0.25”以内,只适用于大传动比的场合。1951年日本佐藤发明了斜齿平面蜗轮传动,由大传动比扩展到中、小传动比(1一10)。1969年日本石川昌一获得了平面包络环面蜗杆环面蜗杆传动的专利,专利介绍的内容是指这种蜗杆的标准传动。其蜗轮可以用展成法加工,生产效率提高了,承载能力、传动效率也有明显地增长。

  

  传动原理

  平面二次包络环面蜗杆副是以一个平面为母面,通过相对圆周运动,包络出环面蜗杆的齿面,再以蜗杆的齿面为母面,通过相对运动包络出蜗轮的齿面。与以往常用蜗杆的螺旋齿面在原理上虽然相似,但以往的螺旋齿面在原理上是以一直线或平面曲线为母线作螺旋运动而形成,这样的蜗杆齿面绝大多数(除渐开线圆柱蜗杆外)难以用砂轮作符合其形成原理的精确磨削,因而影响了蜗杆及蜗轮滚刀的磨削工艺和淬火处理,影响蜗杆齿面硬度和制造精度的提高,以及齿面粗糙度的减小。

  

    主要特点

  1、承载能力大

  与同规格的圆柱蜗杆相比,承载能力提高3—5倍。平面包络环面蜗杆由于其外廓母线决定了能多齿同时进入啮合,这样增大了接触面积,减少了齿面压力,能承受大的冲击载荷。蜗杆蜗轮的接触线是在沿齿高方向上,并且齿面的啮合是在接触线上,因此具有很小的相对曲率,使接触应力减少。双线接触的特点是在蜗杆和蜗轮啮合中同时有两条接触线进人工作区域。这和增加啮合齿数一样,可提高承载能力。

  精确地磨削蜗杆齿面——蜗杆的几何尺寸和表面光洁度是直接由精密磨削完成,实现其高质量的,保证耐磨防止大负荷时油膜破坏。

  高精度的蜗杆—— 蜗杆设计上保证有足够的刚性,以致于它的弯曲和其他因素不能影响上述有利的啮合特性。

  2、高效率

  (1)大的滑动角。由于接触线和相对滑移速度方向之间有很大的角度(滑动角),并且沿滑动的方向相对曲率半径大,导致齿面间良好的润滑条件是高效率的主要原因,效率最高可达95% 。

  (2)小的啮合摩擦系数。精密磨削后的蜗杆使其啮合磨擦系数降至最低限度。

  3、无噪声和稳啮合

  为了防止处于啮合时的蜗杆不产生冲击和振动,对蜗杆人口和出口进行了倒坡处理。其加工工艺过程与成形原理完全一致,能够可靠地保证制造精度和啮合的理论状态。

  4、传动比选择有较大范围

  对设计中使环面蜗杆简单地增加头数,可使其传动比有较大范围,因此可在一个单级减速器中有较大的传动地选择范围。

  5、高质量的材质及热处理方法

  平面包络环面蜗杆减速器中的蜗杆是经高质量的铬钼钢离子氮化处理,齿面硬度高(HRC>50),表面粗糙度等级提高(Ra<0.8),蜗轮是离心铸造磷锡青铜,因此可获得高的可靠性和大的载荷量。

  6、结构紧凑合理

  平面包络环面蜗杆减速器能传递较大的功率,且在此功率值下结构紧凑合理。

  7、节省能量

  平面包络环面蜗杆减速器具有效率高、节能等特点,尤其在长期运转时特别显著。

    由于平面二次包络环面蜗杆副具有上述特点,所以它在当今世界上应用最普通的5种蜗杆传动中,以承载能力大、传动效率高、使用寿命最长而越来越得到广大用户的欢迎。



审核编辑(王金鹏)
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