[发明专利]大径油涵蜗轮副

说明书

本发明属机械工程，涉及传动装置，特别是蜗轮与蜗杆的啮合结构。由于本发明以“D”作为“径”的代号，故亦名大D油涵蜗轮副。

现有蜗轮副的啮合结构，有普通结构和“油涵结构”：

1    普通结构

普通结构即由（JB2318-78）所规定的，目前普遍应用的一种结构。该结构的特点是蜗轮的轮齿在长与宽的方向、与蜗杆的轮齿全面啮合，形成面状接触。这种结构具有较高的传动强度和自锁能力，但由于接触面大，容易发热，再因润滑油难于进入啮合的齿隙，容易磨损和胶合，尤其在蜗杆转速较高，其圆周滑动速度每秒超过8M的情况下，工作效率和使用寿命均比较低。

2    “油涵结构”

油涵结构与普通结构的不同之处，是蜗轮的齿顶圆弧半径和分度圆弧半径，均大于蜗杆的齿根圆圆弧半径和分度圆圆弧半径，使蜗轮与蜗杆的啮合的齿面，不再是面状的接触，而变为沿齿宽方向的线状接触，明显的减少了摩擦面积，并在没有接触的部位的齿隙，形成润滑“油”的“涵”洞，可明显的减少和改善齿面的摩擦和润滑状况。

2·1    现有的技术状况

在化学工业出版社1982年出版的《机械设计手册》中，已编入“制造人工油涵”的原理图，其原理图：

2·1·1提供了蜗轮滚刀的轴心，要距离蜗杆的轴心1～1.25m。

2·1·2示明了沿螺杆齿顶圆的圆弧半径上所形成的“油涵”。

2·2    付诸实施的技术难点

由于油涵蜗轮副的制造的关键，在于蜗轮滚刀的直径要大于蜗杆的直径，因此，要使“油涵结构”应用于实际生产，使其成为产品，必须解决滚刀的问题，但长期以来尚未获得有效的解决，譬如：

2·2·1如果使用现有（JB2318-78）所规定的蜗轮的滚刀，当模数m＝5，蜗杆的齿根圆直径为φ38mm，在采用油涵结构时，就要按38-（1×2×5）＝28，将齿根圆直径减少为φ28mm，其径向强度将明显减弱。

2·2·2如果特制一把模数m＝5，齿根圆直径为φ48的蜗轮滚刀，即38+（1×2×5）＝48，虽然可以解决蜗轮的制造，却会使用户难于维修，不符合商品的要求。

2·2·3如果从标准上增加一个系列的油涵蜗轮滚刀，虽然可行，但会给从事维修的中、小工厂带来资金周转、成本，以及滚刀利用率等等难题，亦非上策。

2·3对现有“油涵结构”的评价

通过上述分析，已发表的“制造人工油涵”是一种技术设想，对开拓蜗轮副的油涵结构具有历史贡献，但长期以来，还存在关键性的技术难点，以致未能广泛的应用于实际生产，还不“能够制造或者使用，并且产生积极效果”，尚缺实用性，不足以称为完整的、即业已成熟的现有技术。

本发明的目的是要提供一种制造油涵蜗轮副的方法，及其系列产品，以实现和促进油涵蜗轮副的应用与发展。油涵蜗轮副将在防止和降低蜗轮机构的磨损、发热、胶合，改善蜗轮机构的润滑和散热能力，适应较高的输入转速和连续运转的时间，以及在改进蜗轮和蜗杆的材料等方面，获得积极效果。

本发明是这样实现的：

1    采用齿轮滚刀滚切油涵蜗轮副的蜗轮;

2    根据齿轮滚刀设计油涵蜗轮副的蜗杆。

3    参照《大D蜗杆和蜗轮的设计与滚切的方法》。

1    蜗杆

1·1 对应（工厂标准）规定的齿轮滚刀所设计的“Ⅰ型”常用系列的大D蜗杆，当模数m＝5时，其分度圆直径（D_I）：

D_I＝75.94mm

1·2 径差（D_c）

按油涵结构的要求，蜗杆的分度圆直径要小于滚刀的分度圆直径，当采用齿轮滚刀滚切时，就要小于大D蜗杆的分度圆直径，即在油涵蜗杆和大D蜗杆之间存在径差（D_c）。径差的大小与齿高有关，也就与模数有关，因此，在选取径差（D_c）的时候，首先要选取径差的模数值（m_c），本设计在选取径差的模数值（m_c）时，考虑以下三个方面：

a    径差的模数值在0.2～8范围内;

b 尽量排除径差（D_c）的小数;

c    力求提高设计精度。

如模数m＝5，选取的径差的模数值m_c＝1.188，该蜗杆的径差（D_c）则为：

D_c＝m_c×m

＝1.188×5

＝5.94（mm）    （1）