TI铜蜗杆传动的发展和应用

    在批量生产中，渐开面包络环面(Toroidal Involute,TI)铜蜗杆修缘和倒角加工自动化程度差且依赖人工。为此，提出一种TI铜蜗杆齿顶倒角特征建模与数控车削自动编程方法，在通用数控车床上即可实现TI铜蜗杆和齿顶倒角加工:首先将铜蜗杆齿面与毛坯外轮廓面进行求交，得到齿顶交线，并根据左右齿面齿顶交线的位置关系，设计出两端修缘车削轨迹;其次由修缘曲面对齿顶交线进行修正，通过齿顶交线离散点位置的空间几何关系获取相邻特征曲面的切矢量并旋转投影到车削XZ平面;再次根据投影切矢量建立齿顶倒角特征模型，进而计算出倒角轨迹和刀位数据;最后将刀位极坐标化，采用锥螺纹车削指令和极坐标刀位进行TI铜蜗杆的车削倒角数控编程。以TI铜蜗杆齿顶倒角计算及仿真切削实例验证了TI铜蜗杆齿顶倒角车削加工方法的可行性。
    TI铜蜗杆(渐开面包络环面铜蜗杆)传动指渐开线斜齿轮一次包络环面铜蜗杆传动，具有多齿对同时接触、承载能力大、润滑状态好、蜗轮(普通渐开线斜齿轮)加工简单和精密等特点，其在工程机械、矿山设备、港口机械以及太阳能追光装置等领域应用广泛。但是TI铜蜗杆齿面形状复杂，其轴截面齿形是不规则曲线，因此TI铜蜗杆的精密加工问题一直制约着TI铜蜗杆传动的发展和应用。国内外学者针对TI铜蜗杆传动的啮合理论及制造技术展开了研究。分析了TI铜蜗杆和砂轮的相对运动关系，求解出砂轮轴截面形状，为实现TI铜蜗杆的精确磨削提供了基础，并研制出硬齿面TI铜蜗杆副，进行了实验验证。
    现有研究很好地推动了TI铜蜗杆副的生产制造和应用，随着制造业的不断发展，各种机械设备对机械传动的性能提出了更高的要求。TI铜蜗杆的齿顶毛刺、进出口边缘易把齿面划伤，降低齿面强度且使设备产生噪声，影响传动件的检测、装配、使用性能和工作寿命等;因此在TI铜蜗杆生产过程中，齿面加工结束后，必须对环面铜蜗杆进行修缘和齿顶倒角，以保证传动平稳、可靠。