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平面二次包絡環面蝸桿減速機-平面二次包絡減速機-海洋傳動

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平面二次包絡減速機
發布時間：2016/6/2 15:19:15 來源：海洋傳動
平面二次包絡環面蝸桿減速機是以一個平面為母面，通過相對圓周運動，包絡出環面蝸桿的齒面，再以蝸桿的齒面為母面，通過相對運動包絡出蝸輪的齒面。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動而形成，這樣的蝸桿齒面絕大多數(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。
l 前言

　　平面蝸輪傳動產生于1922年美國，主要用于精密分度，如天文望遠鏡、齒輪測量儀、圓刻線機等。由于制造工藝簡單，容易獲得高精度，其齒距誤差可達到0．25”以內，只適用于大傳動比的場合。1951年日本佐藤發明了斜齒平面蝸輪傳動，由大傳動比擴展到中、小傳動比(1一lO)。1969年日本石川昌一獲得了平面包絡環面蝸桿環面蝸桿傳動的，介紹的內容是指這種蝸桿的標準傳動。其蝸輪可以用展成法加工，生產效率提高了，承載能力、傳動效率也有明顯地增長。我國從2O世紀6O年代初開始，由第一機械工業部機械科學研究院(現鄭州機械研究所)開展了平面蝸輪的研究工作。1964年與石景山鋼鐵公司機械廠(即首鋼機械廠)合作研制成中心距為540 mm的平面蝸輪副，用于30 t轉爐的傾轉機構中；成功制造蝸輪直徑2 160 mm的精密分度蝸輪副，用在天文遠鏡上，其一齒運動誤差小于l”。1971年首鋼公司機械廠在制造斜齒平面蝸輪副的基礎上，創造了我國第一套平面包絡環面蝸桿副，并用于生產。北京市和原冶金工業部于1977年命名這種蝸桿副為“首鋼(SG)一7l型蝸桿副”。

　　目前我國已成功研制成中心距l 200 mm和760 mm的平面包絡環面蝸桿傳動壓下裝置，而且利用計算機對蝸桿副齒形參數進行優化選擇，用機械CAD對蝸桿副、減速機及蝸輪滾刀進行輔助設計，用環面蝸桿專用機床及獨特的工藝路線，對蝸桿及蝸輪滾刀進行與其成形原理完全一致的加工，不需任何修形。


2 傳動原理

　　平面二次包絡環面蝸桿副是以一個平面為母面，通過相對圓周運動，包絡出環面蝸桿的齒面，再以蝸桿的齒面為母面，通過相對運動包絡出蝸輪的齒面。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動而形成，這樣的蝸桿齒面絕大多數(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

3.1 承載能力大

　　與同規格的圓柱蝸桿相比，承載能力提高3—5倍。平面包絡環面蝸桿由于其外廓母線決定了能多齒同時進入嚙合，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曲率，使接觸應力減少。雙線接觸的特點是在蝸桿和蝸輪嚙合中同時有兩條接觸線進人工作區域。這和增加嚙合齒數一樣，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，實現其高質量的，保證耐磨防止大負荷時油膜破壞。
　　高精度的蝸桿—— 蝸桿設計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)大的滑動角。由于接觸線和相對滑移速度方向之間有很大的角度(滑動角)，并且沿滑動的方向相對曲率半徑大，導致齒面間良好的潤滑條件是高效率的主要原因，效率最高可達95％ 。
　　(2)小的嚙合摩擦系數。精密磨削后的蝸桿使其嚙合磨擦系數降至最低限度。

3.3 無噪聲和穩嚙合

　　為了防止處于嚙合時的蝸桿不產生沖擊和振動，對蝸桿人口和出口進行了倒坡處理。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。

3.4 傳動比選擇有較大范圍

　　對設計中使環面蝸桿簡單地增加頭數，可使其傳動比有較大范圍，因此可在一個單級減速器中有較大的傳動地選擇范圍。

3.5 高質量的材質及熱處理方法

平面包絡環面蝸桿減速器中的蝸桿是經高質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 結構緊湊合理

　　平面包絡環面蝸桿減速器能傳遞較大的功率，且在此功率值下結構緊湊合理。

3.7 節省能量

　　平面包絡環面蝸桿減速器具有效率高、節能等特點，尤其在長期運轉時特別顯著。由于平面二次包絡環面蝸桿副具有上述特點，所以它在當今世界上應用最普通的5種蝸桿傳動中，以承載能力大、傳動效率高、使用壽命最長而越
來越得到廣大用戶的歡迎。對5種蝸桿傳動在相同條件時的機械功率對比見圖3，速度i=40，中心距a= 100～500 mm，輸入轉速n=1500 r／min。

二次包絡蝸桿減速機的額定輸入功率P1和額定輸出轉矩T2

中心距（mm）
傳動比i
輸入軸轉速（r/min）
輸入軸轉速（r/min）
500
600
750
1000
1500
500
600
750
1000
1500
額定輸入功率（kW）
額定輸出功率（kW）
100
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
7.34
5.76
4.94
4.05
3.29
2.74
2.12
1.77
1.44
8.17
6.53
5.58
4.60
3.75
3.10
2.42
2.02
1.69
9.25
7.53
6.42
5.32
4.34
3.58
2.82
2.33
1.99
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