摘 要：多頭蝸輪副的運(yùn)用越來越廣泛，但高精度多頭蝸輪的加工有很高的難度，用對(duì)偶型法加工蝸輪，難以滿足要求，本文對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了效果。

關(guān)鍵詞：非對(duì)偶；對(duì)偶；單頭；多頭

1 引言：

對(duì)偶法加工的蝸輪與蝸桿嚙合時(shí)為線接觸。線接觸蝸輪副對(duì)蝸桿安裝的準(zhǔn)確性及制造誤差非常敏感。而實(shí)際生產(chǎn)中總是有誤差存在，這必然造成蝸桿傳動(dòng)的接觸不良。另一方面，線接觸傳動(dòng)潤(rùn)滑條件不良，影響蝸輪副的傳動(dòng)效率、壽命；從滾刀壽命方面看，由于要求滾刀加工蝸輪時(shí)的中心距等于蝸桿與蝸輪的中心距，從而限制了滾刀的重磨次數(shù)；關(guān)鍵是由于多頭滾刀的螺旋線導(dǎo)程大、分頭誤差等原因，使?jié)L刀的制造和重磨特別困難，使?jié)L刀精度很難提高，導(dǎo)致加工出的蝸輪累積誤差、相鄰齒距誤差等精度指標(biāo)低，通常為7～8級(jí)精度，不能滿足精密高精度蝸輪副（高于5級(jí)）的傳動(dòng)要求。

2 原理分析

單頭蝸輪滾刀比多頭蝸輪滾刀在螺旋升角的控制、制造、刃磨等方面簡(jiǎn)單，不存在分度誤差、檢測(cè)方便，容易得到高精度的蝸輪滾刀。根據(jù)齒輪嚙合原理：相嚙合的一對(duì)齒輪副，只要模數(shù)和壓力角相等，就可以嚙合，蝸輪副是齒輪嚙合的特殊形式，其嚙合原理符合漸開線螺旋齒輪嚙合原理，即法向壓力角和法向齒距相等。用單頭滾刀加工多頭蝸輪就是運(yùn)用漸開線螺旋齒輪嚙合原理來實(shí)現(xiàn)的，其滾切原理如下：

tnu ：?jiǎn)晤^滾刀的法向齒距

tn： 多頭蝸桿相鄰法向齒距

λu ： 單頭滾刀分度圓螺旋升角

λ： 多頭蝸桿分度圓螺旋升角

tu： 單頭滾刀軸向齒距

t： 多頭蝸桿軸向相鄰齒距

為使加工的多頭蝸輪能與多頭蝸桿正確嚙合，根據(jù)圖1得出首先加工該多頭蝸輪的單頭滾刀的法向齒距tnu等于與該多頭蝸輪相嚙合的多頭蝸桿相鄰法向齒距tn；其次加工該多頭蝸輪的單頭滾刀的法向壓力角αnu等于與該多頭蝸輪相嚙合的多頭蝸桿的法向壓力角αn。

由于單頭蝸輪滾刀的分度圓螺旋升角很小，為使加工出的蝸輪分度圓與多頭蝸桿分度圓的螺旋角相等，必須使單頭滾刀的螺旋方向與被加工蝸輪的螺旋方向一致。所以在安裝滾刀時(shí)，就不能用對(duì)偶法加工蝸輪那樣，使?jié)L刀與蝸輪直交，而是滾刀如圖1所示要回轉(zhuǎn)一角度θ。

θ=λ-λμ：

3 非對(duì)偶形單頭滾刀參數(shù)的設(shè)計(jì)

3.1單頭蝸輪滾刀分度圓螺旋升角λu

根據(jù)嚙合原理，必須滿足：tn=tnu

1）tn=t×cosλ

=π×mcosλ

2） tnu=π×dfu×mcosλu

3） π×mcosλ=π×dfu×mcosλu

4） λu=arcsin（m×cosλ/dfu）

dfu： 單頭滾刀分度圓直徑

df ： 多頭蝸桿分度圓直徑

L ： 多頭蝸桿導(dǎo)程

3.2 單頭蝸輪滾刀的軸向模數(shù)mu

1） tu=π×mu

2） tu=π×dfu×tanλu

3） π×mu=π×dfu×tanλu

4）mu=dfu×tanλu

3.3 單頭蝸輪滾刀的軸向壓力角αu

由漸開線螺旋齒輪嚙合原理得：

tanαnu= tanαu×cosλu

αu=arctan（tanαnu/ cosλu）

3.4 單頭滾刀的其他參數(shù)與蝸輪滾刀的設(shè)計(jì)相同（不再贅述），

4 結(jié)論

非對(duì)偶型單頭蝸輪滾刀不存在分頭誤差，加工出的蝸輪相鄰齒距誤差不受刀具的影響，能加工出高精度蝸輪；同時(shí)增加了蝸輪齒面的包絡(luò)線，使齒面粗糙度降低； 嚙合為點(diǎn)接觸，改善了蝸輪副嚙合質(zhì)量； 安裝誤差敏感性小，從而提高了蝸輪副的裝配效率。但由于非對(duì)偶型單頭蝸輪滾刀加工出的蝸輪在齒向上的接觸斑點(diǎn)小較小，適合于傳動(dòng)力矩小、傳動(dòng)精度高蝸輪副傳動(dòng)領(lǐng)域，對(duì)應(yīng)用在傳動(dòng)扭距大的的多頭蝸輪副的加工還有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王樹人等.圓柱蝸桿傳動(dòng)嚙合原理[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1982.

作者簡(jiǎn)介：

羅天元（1969）男，貴州遵義，大學(xué)本科，工程師，從事機(jī)械傳動(dòng)方向。