[发明专利]一种锥面包络锥蜗杆副的制造方法

权利要求书

1.一种锥面包络锥蜗杆副的制造方法，用于制造锥面包络锥蜗杆副，所述锥面包络锥蜗杆副包括包络锥蜗杆和锥蜗轮，所述包络锥蜗杆的螺旋面是可展曲面，由盘形锥面砂轮磨削展成，所述锥蜗轮由与所述包络锥蜗杆的螺旋面一致的锥滚刀范成，所述包络锥蜗杆和所述锥蜗轮啮合，所述锥面包络锥蜗杆副适用于传动比i₁₂≥10的轴线正交相错或非正交相错场合，其特征在于，

所述锥面包络锥蜗杆副的制造方法包括如下步骤：

步骤1、设置待制造包络锥蜗杆的坐标参数：

锥蜗杆毛坯与动坐标系相固连，所述动坐标系σ₁的单位基底矢沿着所述锥蜗杆毛坯轴线由小端指向大端，所述动坐标系σ₁的坐标原点O₁位于所述锥蜗杆毛坯轴线上，是包络锥蜗杆螺纹长度的中点；

所述锥蜗杆毛坯的静坐标系为所述静坐标系σ_o1的单位基底矢与所述动坐标系σ₁的单位基底矢重合，沿所述锥蜗杆毛坯轴线，所述静坐标系σ_o1的单位基底矢和单位基底矢张成水平面；

砂轮座与平动坐标系相固连，对刀基准点O_od位于所述静坐标系σ_o1的单位基底矢上，a_d为盘形锥面砂轮磨削包络锥蜗杆过程中的工艺中心距；

所述平动坐标系σ_od的单位基底矢与所述静坐标系σ_o1的单位基底矢平行，所述平动坐标系σ_od的单位基底矢的正向与水平面的夹角为包络锥蜗杆在锥面包络锥蜗杆副的参考点M处的导程角γ_m；

所述盘形锥面砂轮与坐标系相固连，所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d的单位基底矢与所述平动坐标系σ_od的单位基底矢重合，所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d的单位基底矢沿所述盘形锥面砂轮轴线，所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d表示所述盘形锥面砂轮相对于所述砂轮座平动坐标系σ_od的偏转情况；

ε_S为所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d相对于所述平动坐标系σ_od绕所述平动坐标系σ_od的单位基底矢的偏转角，当S＝1时，磨削包络锥蜗杆的i面，i面为朝向包络锥蜗杆小端的螺旋面；当S＝2时，磨削包络锥蜗杆的e面，e面为朝向包络锥蜗杆大端的螺旋面；

步骤2、制造包络锥蜗杆：

安装在所述砂轮座上的所述盘形锥面砂轮磨削展成所述锥蜗杆毛坯，所述锥蜗杆毛坯相对于所述锥蜗杆毛坯的静坐标系做回转运动；

磨削包络锥蜗杆螺旋面的过程中，所述砂轮座沿平行于包络锥蜗杆分锥母线的直线做平移运动，所述直线与所述锥蜗杆毛坯轴线的夹角为包络锥蜗杆的分锥角δ₁；

当所述锥蜗杆毛坯绕转过角度时，所述砂轮座相对于所述对刀基准点O_od的移动距离p为包络锥蜗杆沿其分锥母线的螺旋参数；

所述盘形锥面砂轮产形锥面磨削所述包络锥蜗杆i面时，所述盘形锥面砂轮大端朝向所述包络锥蜗杆小端，大端圆心位于所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d的坐标原点；所述盘形锥面砂轮产形锥面磨削所述包络锥蜗杆e面时，所述盘形锥面砂轮大端朝向所述包络锥蜗杆大端，大端圆心也位于所述盘形锥面砂轮坐标系σ_d的坐标原点；

步骤3、设置待制造锥蜗轮坐标参数：

锥蜗轮毛坯的静坐标系为所述静坐标系σ_o2的单位基底矢沿着锥蜗轮轴线由小端指向大端，所述静坐标系σ_o2的单位基底矢沿着所述包络锥蜗杆轴线与所述锥蜗轮轴线的公垂线方向，点O'和O₂分别是所述公垂线在所述包络锥蜗杆轴线和所述锥蜗轮轴线上的垂足，a为锥面包络锥蜗杆副的中心距，所述点O'沿包络锥蜗杆轴线到其小端的距离为z_A，z_A为包络锥蜗杆安装距；

步骤4、制造锥蜗轮：

用锥滚刀滚切所述锥蜗轮毛坯，所述锥滚刀的产形面与所述步骤2中得到的包络锥蜗杆螺旋面一致；

所述锥滚刀范成锥蜗轮的过程中，所述锥滚刀和所述锥蜗轮毛坯都绕各自的轴线做回转运动，角速度矢分别为和把这两个矢量移至同一平面内，正向夹角的补角为Σ，Σ是锥面包络锥蜗杆副的轴交角；所述锥滚刀与所述锥蜗轮毛坯间的传动比为锥面包络锥蜗杆副的传动比i₁₂；

滚切锥蜗轮过程中，所述锥滚刀沿所述锥蜗轮毛坯轴线做直线平移进给运动，当所述锥滚刀轴线与所述锥蜗轮毛坯轴线的公垂线在所述锥蜗轮毛坯轴线上的垂足和点O₂重合时，即所述锥滚刀轴线与所述锥蜗轮毛坯轴线的公垂线在所述锥蜗轮毛坯轴线上的垂足与所述锥蜗轮大端定位基准面间的距离为L_s时，所述锥滚刀的进给运动停止，L_s的计算式为：

其中，Z_M为锥面包络锥蜗杆副的参考点M在坐标系σ_o2中沿的坐标值；k_g为锥蜗轮齿宽系数；δ_a2为锥蜗轮面锥角；为锥面包络锥蜗杆副工作齿高系数；m_δ为包络锥蜗杆沿分锥母线的模数；z_B为锥蜗轮大端齿顶到其大端定位基准面垂直距离；

步骤5、装配锥面包络锥蜗杆副，包括：

按照所述步骤1和所述步骤2制造的包络锥蜗杆与按照所述步骤3和所述步骤4制造的锥蜗轮，按所述锥面包络锥蜗杆副的中心距a、所述锥面包络锥蜗杆副的轴交角Σ和所述包络锥蜗杆安装距z_A装配，形成锥面包络锥蜗杆副。