为了解决平面二次精密三头蜗杆加工包络环面蜗杆传动在多头小速比范围内应用时齿面根切及边齿变尖严重等矛盾,1986年张光辉提出以球面为包络媒介面的球面二次包络环面蜗杆传动;1999年张光辉基于平面包络环面蜗杆齿面只能单面磨削、加工精度和效率低等问题,提出用大直径双面锥形砂轮磨削包络环面蜗杆,即利用锥面在锥底半径较大和锥角较大时,锥面在微小区域上近似于平面这一特征,在蜗杆磨削加工时用一直径较大的双面对称锥形砂轮近似代替平面砂轮磨削包络环面蜗杆,这样就能在一次安装调整磨头和蜗杆完成蜗杆两侧齿面的磨削加工,而不同基圆半径的蜗杆加工则仅需要调整砂轮修整器的修整角度,从而大大地简化了在蜗杆加工中机床工装的调整,提高了蜗杆的制造效率和提高加工精度,此种蜗杆三头蜗杆加工传动称之为准平面二次包络环面蜗杆传动。
常见问题一、减速精密三头蜗杆加工机漏油为了提高效率,蜗轮减速机一般均采用有色金属做蜗轮,蜗杆则采用较硬的钢材。由于是滑动摩擦传动,运行中会产生较多的热量,使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异,从而在各配合面形成间隙,润滑油液由于温度的升高变稀,易造成泄漏。造成这种情况的原因主要有四点,一是材质的搭配不合理;二是啮合摩擦面表面的质量差;三是润滑油添加量的选择不正确;四是装配质量和使用环境差。常见问题二、蜗轮磨损蜗轮一般采用锡青铜,配对的蜗杆材料用4精密三头蜗杆加工5钢淬硬至HRC45~55,或40Cr淬硬HRC50~55后经蜗杆磨床磨削至粗糙度Ra0.8μm。减速机正常运行时磨损很慢,某些减速机可以使用10年以上。如果磨损速度较快,要考虑选型是否正确,是否超负荷运行,以及蜗轮蜗杆的材质、装配质量或使用环境等原因。
在蜗轮蜗杆减速精密三头蜗杆加工机的传动方式中,蜗轮传动具备其他齿轮传动所没有特性,即蜗杆可以轻易转动蜗轮,但蜗轮无法转动蜗杆。这是因为蜗轮蜗杆的结构和传动是通过摩擦实现的造成的。蜗轮蜗杆传动方式具有的自锁止功能在机械应用很有用处,比如卷扬机,输送设备等等。然而也是因为蜗轮蜗杆的摩擦传动方式,也造成了蜗轮蜗杆的传动效率相对齿轮传动要低很多。不是所有的蜗轮蜗杆减速精密三头蜗杆加工机都具有很好的自锁功能,蜗轮的自锁功能要达到一定的速比才能实现。这和导程角有关,即小速比的蜗轮蜗杆自锁功能就不那么理想。
引入蜗杆直径系数q是为了限制三头蜗杆加工蜗轮滚刀的数目,使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时,q大则大,蜗杆轴的刚度及强度相应增大;一定时,q小则导程角增大,传动效率相应提高。蜗杆头数推荐值为1、2、4、6,当取小值时,其传动比大,且具有自锁性;当取大值时,传动效率高。与圆柱齿轮传动不同,蜗杆蜗轮机构传动比不等於,而是,蜗杆蜗轮机构的中心距不等於,而是。蜗杆蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法,可根据啮合点K处方向、方向(平行於螺旋线的切线)及应垂直於蜗轮轴线画速度矢量三角形精密三头蜗杆加工来判定;也可用右旋蜗杆左手握,左旋蜗杆右手握,四指拇指来判定。
01、蜗轮减速机由于精密三头蜗杆加工蜗轮蜗杆结构的特殊性,在蜗杆齿轮的旋转方向和传送动力的蜗轮旋转方向成直角,其两齿面啮合接触的时候几乎完全是滑动接触的产生。这种高滑动接触,要求接触面高度吻合,如果装配不当,或是配件不匹配,很容易加大接触面摩擦,从而快速磨损。02、蜗轮减速机对于传动小斜齿轮,立式安装时,很容易造成润滑油量不足,蜗轮减速机停止运转时,电机和减速机精密三头蜗杆加工间传动齿轮油流失,齿轮得不到应有的润滑保护。启动时,齿轮由于得不到有效润滑导致机械磨损甚至损坏。03、蜗轮减速机蜗轮蜗杆、轴承材质容易磨损。04、蜗轮减速机维护管理。润滑油选用不当或是需要更换。