直线刀刃双自由度展成环面蜗杆螺旋面

为了改进直廓环面蜗杆传动的接触质量，作者提出直线刀刃双自由度展成环面蜗杆新方法^[26]，得到的环面蜗杆称为双自由度直线环面蜗杆，并开发出相应的环面蜗杆传动，称为双自由度直线环面蜗杆传动^[33]。

如图6-1所示，蜗杆轴线5、蜗轮轴线6和刀座轴线7固定，环面蜗杆1和蜗轮滚刀4可互换地安装在蜗杆轴线5上，蜗杆轴线5与蜗轮轴线6垂直交错，公垂线段O₁O₂即为蜗杆副中心距a，环面蜗杆1和蜗轮2的传动比为i₁₂。

图6-1 双自由度直线环面蜗杆螺旋面加工方法原理图

1—环面蜗杆 2—蜗轮 3—刀座 4—蜗轮滚刀 5—环面蜗杆和蜗轮滚刀的轴线6—蜗轮轴线 7—刀座回转轴线 8—直线刀刃的车刀(www.xing528.com)

刀座轴线7与蜗杆轴线5垂直交错，其轴心O₀在O₁O₂线或其延长线上，中心距为a_d=a+Δa，Δa为中心距修形量，Δa可取正值、负值或0。本章中Δa为常量。

由固定在刀座3上并与刀座上半径为r_b的基圆相切的直线刀刃8加工环面蜗杆1，环面蜗杆1转角为φ时，刀座3除按传动比i_1d转动外，还沿刀座轴线7移动s使刀座3的轴心移至O₃，根据蜗杆的尺寸，s在零点附近一定范围内的正负区间内取值，刀座3的转角φ_d则由两部分合成，即φ_d=i_d1φ+δ，其中φ/i_1d为刀座3由环面蜗杆1转角φ按i_1d配滚比交换齿轮得到的转角，δ=s/p_d为刀座3轴向移动s需要的附加转角，i_1d为环面蜗杆1与刀座3的传动比，i_1d=i₁₂+Δi，Δi为加工环面蜗杆1时传动比的修形量，Δi=0或Δi＞0或Δi＜0，本章中Δi为常量，p_d为刀座3的位移s与附加转角Δφ=δ之比，通常是一个常量。

刀座3安装初始位置与加工直廓环面蜗杆时相同（见图6-1虚线）；刀座3位移为s、转角为φ_d时，直线刀刃8的位置如图6-1实线所示。加工环面蜗杆1时，直线刀刃8作双自由度运动：φ和s是两个独立的运动参数，刀座3的转角φ_d是φ和s的函数。这种由直线刀刃作双自由度运动形成环面蜗杆的螺旋面，得到一种新型的环面蜗杆，称为双自由度直线环面蜗杆。

直线刀刃双自由度展成环面蜗杆与直廓环面蜗杆加工的区别是：除在直廓环面蜗杆螺旋面加工中蜗杆按φ角转动、刀座按i_d1φ角转动外，增加了刀座沿其回转轴线的位移s和绕刀座轴线的附加转角δ，刀座总转角φ_d=i_d1φ+δ，附加转角δ=s/p_d，得到的是直线刀刃双自由度展成环面蜗杆螺旋面，它不是轨迹曲面。当s=0时，δ=0，φ_d=i_d1φ，就可以得到直廓环面蜗杆的螺旋面，它是轨迹曲面。