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1、工 艺 与 装 备 5 3 用齿轮滚刀切制蜗轮的可行性分析 武金 霞 ( 山东石横特钢集团有 限公司 ， 泰安 2 7 1 6 1 2 ) 摘 要： 通过对蜗轮加工原理的分析 ， 认 为通过采取一定的措施 ， 用齿轮 滚刀加工蜗轮是 可行的 ， 可以满足 使 用要 求 。 关 键 词 ： 齿轮 滚 刀 蜗 轮 滚 刀 蜗轮 蜗 杆 蜗轮 的切削 ， 理论上需要模数相 同， 螺旋升角及旋 向 一 致 的专用蜗轮滚刀 ，但 在我们平 时的生产 中，经常遇 到一些单件 、 小批量 的蜗轮 ， 对于这些蜗 轮 ， 设计制 造专 用刀具显然很不经济 。为此 ，我们通过蜗轮加工 的理论 分析 ，认为采用齿
2、轮滚刀加工蜗轮是可行 的。齿轮滚刀 滚切蜗轮是基于螺旋齿轮的啮合原理 ，螺旋齿轮可以和 另一个 同一模数的而直径不同的齿 轮啮合 ，那么在 中心 距可 变的情况下 ，蜗轮则 既可和滚刀基本 蜗杆啮合 ， 也 可和工 作蜗杆啮合 ，也就是 说用齿轮滚刀 切制蜗轮 ， 理 论上是可行 的。不同之处 就是加 工时无轴 向进给 。不过 由于工作蜗杆轴剖面和蜗 轮中心剖面是重合 的，而齿轮 滚刀轴剖 面与蜗轮中心剖面成很 小角度( 杆 月) ， 所 以理论上齿 轮滚 刀切制蜗 轮存在有很小 的齿形误差。为 了控制此项 误差 ， 应使滚刀旋向与工作蜗杆旋 向一致 。 在具体生产 中 ，要想用齿 轮滚 刀加
3、工出满足使用要 求的蜗轮 ， 必须对滚刀进行正确的选择。 1 选 择 基本 蜗 杆 类 型 相 同的 滚 刀 滚刀基本蜗杆类型有渐开线 型 、阿基米 德型和法 向 直廓型蜗杆三种。最常用 的是 阿基米德蜗杆 。不同类型 的蜗杆轴剖面内的齿形是不 同的，为使蜗轮 中心剖面和 工作蜗杆轴剖面齿 形共轭 ，在选择滚刀时 ，应使滚刀和 工作蜗杆类 型一致 。 2选择分度圆直径大于工作蜗杆分度 圆直径的齿轮滚刀 理论 上齿轮 滚刀分 度 圆直径 D刀等 于工作 蜗杆分 度 圆 D杆 。但绝对相 等是 没有的 ， 而且也会 导致运动 副 在弧面上全 面接触 。将蜗轮 蜗杆作为螺旋齿轮考 虑 ， 滚 刀直径
4、本无严格 限制之必要 ，但 因蜗轮包于蜗杆 ，故应 使齿轮滚刀分度 圆直径 D刀大于工作蜗杆分度 圆 D杆 ， 即 DD杆。 用稍大于工作蜗杆 直径 的滚刀切制蜗轮 ， 恰 可形成一种人工油涵 ，有利于润滑。设计 时应 同时使蜗 轮 的齿根 圆弧半径相应增大 ，以免干涉。但应 注意齿轮 滚 刀的直径不可过 大 ，否则将会 引起蜗轮齿形 的变化 ， 影响蜗轮的接触面积 。大直径 滚刀切齿后形成人工油涵 的 示 意 图 如 下 ： 从图中可以看 出大直径滚刀加工后 的蜗轮 与工作蜗杆形 成一 间隙， 恰好 可以储油 ， 便 于润滑 。 3 齿 轮 滚 刀 螺 旋 升 角在 加 工 中 的调 整 齿
5、 轮滚刀 的螺旋升 角 刀不同于工作蜗 杆 的螺 旋 升角 杆。加工 时， 可以像切制螺旋齿轮那样借扳动刀 架 角度进行 调整 ， 使滚刀轴线与蜗轮端 面成 杆 。 保证蜗 轮螺旋角和工作蜗杆螺旋升 角相等 。 4 齿 轮 滚 刀 头 数 的 选择 齿轮滚 刀的头数 与工 作蜗 杆头数 可以不等。因蜗 轮 形状很像斜齿轮 ，仅在与蜗杆装配成运动副时 ，蜗杆头 数才导致传动 比相应改变。所 以加工蜗轮时 ，可不必 考 虑工作蜗杆头数 。若选用多头滚刀 ，则应注意滚刀头数 与蜗轮齿数互质 ， 以利蜗轮切向误 差的修 正。 5 齿 轮 滚 刀模 数 的选 择 蜗轮蜗杆 的设计 ，是 以蜗轮 的端 面
6、和蜗杆轴 面内的 模数为标准值计算的。用齿轮滚刀加工蜗轮 ，在轴剖面 内齿轮滚刀的模数与工作蜗杆模数不等 ，这就使得被切 蜗轮端 面模数 m 2 = mr c o s ，大于蜗杆轴面模 数 m ( m = m ) 。这在理论上不能保证一对齿轮正确啮合 。当升角较 小时 ，用于一般要求 不高的传动 尚可 ，在运动精度要求 较高时 ， 可按 以下办法解决 。 ( 1 ) 将其作为螺旋齿轮副设计 ， 即蜗轮蜗杆 均以法 向 模数计算 。缺点是 ， 可能使车削蜗杆 时挂轮选择不便。 ( 2) 修正蜗杆轴面齿形角 杆。 齿轮的正确啮合条件是 m 1 C O S O t 1=m 2 c o s o t 2
7、 ， 现 因蜗杆 轴面模数 m - m ，蜗轮端面模数 m 2 = mr C O S ) L ，端 面齿形 角 t a n 2 = t a n 0 l y c o s 杆， 即 r n C O S 杆 一c o s a r c t a n 杆 = COS杆 COS杆 所 以 ( 下转第 7 4页) 7 4 现 代 制 造技 术 与 装备 2 0 1 4 第1 期总 第 2 1 8 期 达到 3 6 0 。转 向调节 、 任意固定的 目的。该装置可 以针对 施工作业对象的大小 、 高低 ， 进行快捷 调整和 固定 ， 解决 了以往只能依靠人工操作的难题 ， 提高了工作效率 。 ( 6 ) 风送多
8、嘴喷头喷简。采用风送雾化技术。喷药均 匀 、 射程远 、 风量大而柔 ， 降低药量损失 ， 提高了药液附着 率高 ， 穿透性好 ， 可以实现精量喷雾。 采用高压多头喷射 ， 根据所需药量 可调节使用 ， 任意 调节喷雾俯仰角度和水平旋转角度 ， 喷雾旋转角度大 ， 可 上下手动摆动喷射 ， 覆盖面宽 ， 也可更换 宽幅或远射程喷 头 ， 能有效地节约药量和减少覆盖面。还适用于用于冬春 季节草皮火灾的扑救。 1 4 原 理 该药机采用 3 0 k w拖拉机为承载 、 发 电、 行走动力源 ， 增设发 电机 、 直流电机 、 储水罐 、 柱塞高压泵 ， 以精心设计 的管路 系统与储水罐和其 他部件
9、 与高压多嘴喷头喷机连 接为一个 整体 ，通过 高压泵 动压缩 供给 风力 多嘴喷 桶 ( 水 、 药混合 ) 将混合药物在拖 拉机行走或静止 时高压 水 柱形或雾状喷射出 ， 达到除虫、 灭害、 保湿等 目的。 2 效 益 分析 自 2 0 1 0 2 0 1 1 年 已推广应用 4台， 在 “ 美国白蛾” 病虫 害防治过程中， 先后连续作业达 2 0 0余天 ， 对全局 4 5 0 0多 亩行道林 、 适 生林 、 以及苗 圃等进行了大面积反复喷洒防 治 ， 节省了大量人工和经费开支。该药机工作效率为人工 喷药 的 1 2倍 ， 2年纯效益 近 4 5 3 6万元 ， 且安全 、 省力 劳
10、 动强度低 。该设备投资少 、 见效快 、 收益高 ， 并 因降低 了劳 动强度 ， 方便 了基层 养护管理 ， 工作效 率 、 社会 和经济效 益显著倍增。 3 推 广 应 用价 值 ( 1 ) 局内推广使用情况。 该药机于 2 0 1 0年 8月在利津 局堤防行道林 中进行了应 用 ， 后又多次在其它淤 区片林 、 防浪林 、 护滩防护林 、 堤坡植被物中使用。实用效果显著 ， 具有省时高效 、 安全可靠 、 喷射距离远 ， 雾化广谱面宽。为 确保堤 防工程绿化灭虫除害安全 ，控制险情发展起到 了 决定性作用 ， 其所发挥 、 创造巨大的社会综合经济效益和 防洪效益十分显著 ， 具有广泛的
11、推广使用价值。该药机 已 在本系统堤 防养护中推广应用 。 ( 2 ) 性能指标显示 。喷药机 ： 移动方便 、 灵活 、 安全可 靠 、 省时、 省力 ， 高效 ， 降低人工劳动强度 ， 耐用易保管等 ， 显示 有 广 泛 的推 广 价值 。 4 结 束语 综上所述， 组装合理 、 操作简单 ， 移动方便 ， 省时高效 ， 安全可靠 ， 可一机多用。既可用于黄河行道林 、 淤区片林 、 防浪林 、 各工程 植被草皮 ， 又可 用于公路路域 防护林 ， 还 可用于街道绿化 ， 美化林带 、 植被草坪 的病虫害防治。其 创造的综合经济效益高， 具有很大的推广使用价值。 Ap p l i c a
12、t i o n o f HHLJ CXl 0 1 Hi g h Ra n g Ai r As s i s t e d S e J f S p r a y i n g Ma c h i n e i n Y e l l o w R i v e r D i k e Gr e e n P r o j e c t M a i n t a n a n c e G AO G u a n g z h i ，WU J i a n ，Z HA N G C h a n g j u n 。 ， L I U T o n g y u f 1 S he n x i a n g o u F l oo d g a t e Ma
13、 n a g e me ut o f S h an d o n g Ye U o w Ri v e r Wa t e r S u p p l y B u r e a u He k o u B r a n c h ， He k o u ， 2 5 7 2 0 0 ； 2 G o n i a Fl o o d g a t e Ma n a g e me n t S t a t i o n o f S h a n d o n g Ye fi o w Ri v e r Wa t e r S u p p l y B u r e a u， L i j i n 2 5 7 4 0 0 ； 3 T h e Y
14、d l o w R i v e r E s t u a r y A d m i n i s t r a t i o n L ij i n B u r e a u， i n 2 5 7 4 0 0) Ab s t r a c t ： HHL J CXI O- 1 h i g h r a ng e a i r a s s i s t e d s e l f - s p r a y i n g ma c h i n e a s an i n n o v a t i v e a p p l i an c e I t s ma k i n g an d a p p l i c a t i o n c h
15、 a n g e d t r a d i t i o n a l wa y s o f u s i n g s h o u l d e r a n d h a n d，wh i c h a c h i e v e d c l o s e c o o r d i n a t i o n be t we e n ma c h i n e an d manu a l o p e r a t i o n，s o i t i s t i me s a v i n g ，h i s h e f fi c i e n t an d s a f eI t s a p p l i c a t i o n p m
16、v e d i t s e ff e c t ，e n e r g y s a v i n g a n d c a n c r e a t e c o mp r e h e n s i v e e c o n o mi c b e n e fi t T he p u r p o s e o f t h e s e t a t t h e b e g i n n i n g o f i t s d e s i g n i s a c h i e v e d，a n d i t als o h a s g r e a t a p p l i c a t i o n v alu e Ke y wo r d s ： s p r a y i n g ma c h i n e ， d i k e s g r e e n i n g ， ma i n t e n an c e， a p p l i c a t i o n，t
