D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.03.006 北京钢铁学院学报 1983年第3期 环面型两次包络弧面蜗杆传动的 理论研究与参数分析 机械殷计教研室沈蕉方 机械制造教研堂·李寅年 徐月要 摘 要 本文探讨了一种新型的“两次包络弧面蜗杆传动一环面型两次包络弧面蜗杆” 传动。在研究过程中，推导了关于两次包络的一系列计算公式，'应用电子计算机计 算了这种传动在不同参数时的接触线，两类界限曲线、诱导法曲率、润滑角及蜗杆 轴截面”。并进行了较为系统的分析，得到了在小传动此范围内优于平面两次包络 弧面蜗杆传动的结论。初步进行了参数分析并指出这种传动的实用价值和应用范 围。在研究过程中，同时在理论上进行了计算简化和考虑了计算通用性。 近年来，.各种蜗杆传动在世界上发展很快，1979年7月在蒙特利尔五届机器与机构理论 联合会会议纪要中曾提出，应将特殊蜗杆传动型式的发展以及传统圆柱蜗杆应力慎型的有关 数据获取作为今后重点研究的方向。·为了解决“SG-71型蜗轮副”在小传动比范围内的同有 缺点，：本文探讨了一种新型蜗杆传动一环面型两次包络弧面蜗杆传动。 “SG-71型蜗轮副”一平面型两次包络弧面蜗杆传动的应用，已有十几年的历史。通 过十几年不断深入的理论研究与实践使用证明，这种蜗杆传动的性能优越，其优越性主要表 现在如下两个方面：1)加工工艺好。由于蜗杆是由平面包络而成的，所以蜗杆在淬火后， 可以用平面砂轮进行完全符合理论齿形的精确加工，因此蜗杆齿面的精度、光洁度和硬度都 比较高，这对于提高蜗杆的抗点蚀、抗胶合、抗磨损是十分有利的。2)蜗杆传动的啮合性 能好。所谓啮合性能指标，是指接触线的分布和总长度、润滑角、诱导法曲率、根切以及齿 顶厚等因素。根据空间啮合的齿轮交又轴二次作用原理，对于两次包络的弧面蜗杆传动，在 每一次包络中均存在“两次接触”的啮合特点。因此，对于原始型两次包络的弧面蜗杆传 动，蜗轮齿面上出现“双线接触”现象。即使对于修正型的两次包络弧面蜗杆传动，虽然不 存在“双线接触”，但是由于二次作用线两次通过齿面，所以接触线长度也增加了。同时由 于二次线具有较小的诱导法曲率，较大的润滑角，这对于降低赫芝接触应力及造成液体动压 润滑都是十分有利的。所以决定了平面两次包络弧面蜗杆传动的承载能力大，机械效率高的 优点。因此，目前平而型两次包络弧面蜗杆已广泛应用于我国冶金工业及其它各行业中。 但是平面型两次包络弧面蜗杆传动的啮合性能指标随着蜗杆的传动比不同而有所变化。 ·一般说来，对于多头小传动，比的蜗杆传动，其啮合性能指标就远远没有大传动比的好。而且更 主要的问题是，对于小传动比的平面两次包络弧面蜗杆传动，蜗杆的根切与齿顶变尖的矛盾 64北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 期 环面型两次包络弧面蜗杆传动的 一 又理论研究与参数分析 卜 机械极计 教研 室 沈范方 机械制造教研 室 季交年 像月琴 要 卜 ’ 本文 探讨 了一 种 新 型 的 “ 两 次包络弧 面蜗杆传 动 — 环 面 型两次包络弧面蜗 杆 传动 。 在研 究过程 中 ， 推导 了关 于 两 次包络的一 系列计算公 式， ‘ 应用 电子计 算机计 算 了这种传 动在不 同参数 时的接触线 ， 两 类界 限曲线 、 诱导法 曲率 、 润滑角及 蜗杆 轴 截面” 。 并进行 了较为系统 的分 析 ， 得 到了在小传 动 比范 围 内优于平 面 两 次包络 弧 面 蜗杆传 动的 结论 。 初 步进行 字参数 分 析并指 出 ， 这种传动 的实 用价 值 和 应 用 范 围 。 在研 究过程 中 ， 同时在理 论 上进行 了计算简化和 考虑 了计算通 用性 。 近 年来 ， 各种蜗杆 传动在世 界上发展很快 ， 工 年 月在 蒙特 利尔五届机器与机构理论 联 合会会议 纪要中曾提 出 ， 应 将特殊 蝎 汗传动型式 的发 展以 及传统圆柱蜗 杆应 力模型的 有关 数据 获取 作为今后 重点研 究 的方 向 。 为 了解决 “ 一 型蜗 轮副” 在 小传动 比范 围内的 固有 缺点 ， ， 本 文探讨 了二种 新 型蜗杆 传动— 环面型两次包络 弧面 蜗杆传动 。 “ 一 型蜗 轮副 ” — 平面 型 两 次 包络 弧面 蜗杆 传动 的应 用 ， 已有十几年的 历史‘ 通 过十几年 不断 深入 的理 论研 究 与实践使用 证 明 ， 这 种蜗杆 传动的 性能 优越 ， 其优越性主 要表 现在如下 两个方面 加 工 工艺好 。 由于 蜗杆 是 由平面 包络 而成的 ， 所 以 蜗杆 在淬 火后 ， 可 以用 平面 砂轮进行 完全符 合理 论齿形 的 精确加 工 ， 因此 蜗杆 齿面 的 精度 、 光洁 度和硬 度都 比较 高 ， 这 对于 提 高蜗杆 的 抗点蚀 、 抗胶 合 、 抗磨损 是 十分 有利 的 。 蜗杆 传动的 啮 合性 能好 。 所 谓 啮 合性能 指标 ， 是 指接触线 的分布和 总长度 、 润滑 角 、 诱 导 法 曲率 、 根 切 以 及齿 顶 厚 等因 素 。 根据 空 间啮 合的 齿轮交 叉 轴二次 作用 原 理 ， 对于 两 次 包络 的 弧面 蜗杆 传动 ， 在 每一次 包络 中均存在 “ 两次 接触 ” 的啮 合特点 。 因此 ， 对于原始 型两次 包络 的 弧面 蜗杆 传 动 ， 蜗 轮齿面 上 出现 “ 双线 接触 ” 现象 。 即使 对于 修正型 的两 次包络 弧面蜗杆 传 动 ， 虽然不 存在 “ 双线 接触 ” ， 但 是 由于二次 作用 线 两次 通过 齿面 ， 所 以 接触 线 长度也增加 了 。 同时 由 于 二 次线具有较 小 的 诱 导 法 曲率 ， 较大的 润 滑角 ， 这 对于降低 赫芝 接触应 力及造 成液体 动压 润滑都是 十分 有利的 。 所 以 决定 了平面 两 次 包络 弧面 蜗杆 传动的承载能力大 ， 机械效 率 高的 优 点 。 因此 ， 目前平面 型 两次 包络 弧面 蜗杆 已广 泛 应 用 于我 国 冶金工 业 及 其它 各行业 中 。 但 是平 面 型 两次 包络 弧而 蜗杆 传动的 啮 合性能指标随着蜗杆 的 传动 比不同而有所变化 。 一 般说来 ， 对于 多头 小传 动 ， 比的 蜗杆传动 ， 其啮 合性能指标 就 远远没 有大 传动 比的好 。 而且 更 主 要 的 问题是 ， 对于 小 传 动 比的 平面 两 次包络 弧面 蜗杆 传 动 ， 蜗杆 的根 切 与齿顶 变尖 的矛盾 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1983．03．006