蜗轮、加工方法和相关设备技术

本发明专利技术涉及蜗轮蜗杆传动技术领域，提供蜗轮、加工方法和相关设备。蜗轮包括轮体和分布于所述轮体的外周壁的轮齿，其中，所述轮齿为斜齿，所述轮齿的齿面包括平齿面和沿所述轮齿的齿向分布在所述平齿面的两侧的弧齿面。本发明专利技术将蜗轮的斜齿的齿面设计为包括平齿面和沿齿向分布在平齿面的两侧的弧齿面，实现低负载工况下利用平齿面避免卡滞现象，高负载工况下通过弧齿面与平齿面共同工作减小接触应力，从而提升蜗轮的啮合和传动性能，并提高蜗轮的使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
蜗轮、加工方法和相关设备


[0001]本专利技术涉及蜗轮蜗杆传动
，具体地说，涉及蜗轮、加工方法和相关设备。

技术介绍

[0002]蜗轮蜗杆传动广泛应用于汽车、航空航天、机床等机械产品中。
[0003]传统形式的蜗轮的齿面设计为弧齿面，蜗杆与弧齿面的啮合接触为线接触，在低负载工况下容易发生卡滞现象。尤其在汽车的转向系统中，由于需要零侧隙，通常通过弹簧机构使蜗杆在蜗轮的轴向可浮动，以压紧蜗杆和蜗轮，导致系统更易出现卡滞现象。
[0004]随着传动技术的发展，目前在转向系统等机械产品中，多使用斜齿圆柱齿轮形式的蜗轮代替传统形式的蜗轮，斜齿圆柱齿轮形式的蜗轮与蜗杆形成交错轴斜齿轮副，具有更好的啮合和传动性能。
[0005]但是，由于斜齿圆柱齿轮形式的蜗轮的齿面设计为单一的平齿面，蜗杆与平齿面的啮合接触为点接触，在高负载工况下容易在蜗轮的齿面造成过大的接触应力，导致蜗轮磨损，缩短蜗轮寿命。
[0006]需要说明的是，上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供蜗轮、加工方法和相关设备，将蜗轮的斜齿的齿面设计为包括平齿面和沿齿向分布在平齿面的两侧的弧齿面，实现低负载工况下利用平齿面避免卡滞现象，高负载工况下通过弧齿面与平齿面共同工作减小接触应力，从而提升蜗轮的啮合和传动性能，并提高蜗轮的使用寿命。
[0008]本专利技术的一个方面提供一种蜗轮，包括轮体和分布于所述轮体的外周壁的轮齿，其中：所述轮齿为斜齿；所述轮齿的齿面包括平齿面和沿所述轮齿的齿向分布在所述平齿面的两侧的弧齿面。
[0009]上述的蜗轮，轮齿形成为斜齿，能够实现更好的啮合和传动性能；轮齿的齿面设计为包括平齿面和沿齿向分布在平齿面的两侧的弧齿面，低负载工况下可以利用平齿面避免卡滞现象，高负载工况下则通过弧齿面与平齿面共同工作减小接触应力，如此提升蜗轮的啮合和传动性能，并提高蜗轮的使用寿命；
[0010]从而，上述的蜗轮，通过沿齿向位于两端的弧齿面和位于中部的平齿面的斜齿齿面设计，既能够避免高负载工况下蜗轮易磨损的缺点、提高蜗轮寿命，又能够避免低负载工况下蜗轮与蜗杆易卡滞的缺点、提高蜗轮与蜗杆的啮合和传动性能。
[0011]在一些实施例中，所述弧齿面与所述平齿面的齿宽分布，使所述轮齿与相啮合的蜗杆的螺旋齿具有第一啮合状态和第二啮合状态；于所述第一啮合状态，所述螺旋齿与所述平齿面啮合；于所述第二啮合状态，所述螺旋齿依次与近端的弧齿面、所述平齿面及远端的弧齿面啮合；其中，所述第一啮合状态的第一负载小于所述第二啮合状态的第二负载。
[0012]弧齿面与平齿面的齿宽分布，使低负载工况下由平齿面参与啮合、以避免卡滞现象发生，高负载工况下弧齿面与平齿面共同参与啮合、以减小接触应力。
[0013]在一些实施例中，于所述第一啮合状态，所述螺旋齿与所述平齿面的啮合路径形成由啮合点连成的啮合线。
[0014]低负载工况下，蜗杆的螺旋齿与蜗轮的平齿面进行点接触啮合，实现平稳、低噪音的啮合和传动，并避免卡滞现象发生。
[0015]在一些实施例中，于所述第二啮合状态，所述平齿面在所述第二负载的作用下变形，使所述轮齿的齿面形成整体弧齿面；所述螺旋齿与所述整体弧齿面的啮合路径形成由啮合线连成的啮合面。
[0016]高负载工况下，位于齿向中部的平齿面受压变形，与位于齿向两端的弧齿面形成整体弧齿面，依靠整体弧齿面与蜗杆的螺旋齿进行线接触啮合，实现高承载能力的啮合和传动，并避免蜗轮因点接触应力过大而磨损。
[0017]在一些实施例中，所述轮齿的齿面沿过所述轮齿的齿线中心点的法面对称。
[0018]通过蜗轮的齿面沿过轮齿的齿线中心点的法面对称的设计，更利于实现蜗轮与蜗杆之间稳定、规律的啮合和传动。
[0019]在一些实施例中，所述蜗轮由塑料制成。
[0020]塑料制成的蜗轮的齿面在高负载情况下易发生变形；如此，将塑料制成的蜗轮的齿面设计为包括平齿面和沿齿向分布在平齿面的两侧的弧齿面，能够实现高负载工况下齿面变形为整体弧齿面，与蜗杆的螺旋齿进行线接触啮合，避免高负载工况下点接触应力过大而导致齿面磨损，以此提升蜗轮的啮合和传动性能，提高蜗轮的使用寿命。
[0021]本专利技术的又一个方面提供一种蜗轮蜗杆传动机构，包括蜗杆及上述的蜗轮；其中，所述蜗杆的螺旋齿与所述轮齿相啮合。
[0022]蜗轮蜗杆传动机构通过蜗轮的位于齿向两端的弧齿面和位于齿向中部的平齿面的斜齿齿面设计，能够避免高负载工况下蜗轮易磨损的缺点、提高蜗轮寿命，并避免低负载工况下蜗轮与蜗杆易卡滞的缺点、提高蜗轮蜗杆传动机构的啮合和传动性能。
[0023]在一些实施例中，所述蜗轮由塑料制成，所述蜗杆由金属制成。
[0024]通过金属蜗杆与塑料蜗轮相配合，一方面实现低噪音、高稳定性的啮合传动，另一方面利用塑料蜗轮的齿面在高负载情况下易发生变形的特点，实现高负载工况下塑料蜗轮在金属蜗杆的作用下齿面变形为整体弧齿面，从而与蜗杆的螺旋齿进行线接触啮合，避免高负载工况下点接触应力过大而导致蜗轮齿面磨损，以提高蜗轮蜗杆的啮合传动性能及蜗轮的使用寿命。
[0025]本专利技术的又一个方面提供一种转向系统，配置有上述的蜗轮蜗杆传动机构；其中，所述蜗杆沿所述蜗轮的轴向可浮动。
[0026]转向系统中通过蜗杆沿蜗轮的轴向可浮动的设计实现零侧隙；在蜗轮蜗杆零侧隙配合的情况下，通过蜗轮的位于齿向两端的弧齿面和位于齿向中部的平齿面的斜齿齿面设计，能够避免低负载工况下的卡滞现象发生，并在高负载工况下依靠弧齿面和平齿面共同工作减小接触应力，提高蜗轮的使用寿命。
[0027]本专利技术的又一个方面提供一种加工方法，基于滚齿加工法加工上述所述的蜗轮；其中，分布在所述平齿面的两侧的弧齿面包括第一弧齿面和第二弧齿面，所述加工方法包
括：控制滚刀自所述第一弧齿面与所述平齿面的第一交界处、沿所述轮齿的齿高方向切入所述蜗轮，至成型所述第一弧齿面；控制所述滚刀自成型所述第一弧齿面的位置起、沿所述齿向进给至所述平齿面与所述第二弧齿面的第二交界处，以成型所述平齿面；以及，控制所述滚刀自成型所述平齿面的位置起、沿所述齿高方向切出所述蜗轮，以成型所述第二弧齿面；其中，所述滚刀行进过程中，控制所述滚刀的轴线平行于所述蜗轮的法面。
[0028]上述的加工方法，在滚刀行进过程中控制滚刀的轴线平行于蜗轮的法面，以加工出斜齿形态的轮齿；此外，通过滚刀走刀路径的控制，使滚刀自第一弧齿面与平齿面的第一交界处沿齿高方向切入，以切削成型第一弧齿面，控制滚刀继续沿齿向进给至平齿面与第二弧齿面的第二交界处，以切削成型平齿面，再使滚刀沿齿高方向切出，以切削成型第二弧齿面；如此，实现位于齿向两端的弧齿面和位于齿向中部的平齿面的斜齿齿面加工。
[0029]在一些实施例中，所述滚刀具有渐变的齿厚；控制所述滚刀切入所述蜗轮时，使所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜗轮，包括轮体和分布于所述轮体的外周壁的轮齿，其特征在于：所述轮齿为斜齿；所述轮齿的齿面包括平齿面和沿所述轮齿的齿向分布在所述平齿面的两侧的弧齿面。2.如权利要求1所述的蜗轮，其特征在于，所述弧齿面与所述平齿面的齿宽分布，使所述轮齿与相啮合的蜗杆的螺旋齿具有第一啮合状态和第二啮合状态；于所述第一啮合状态，所述螺旋齿与所述平齿面啮合；于所述第二啮合状态，所述螺旋齿依次与近端的弧齿面、所述平齿面及远端的弧齿面啮合；其中，所述第一啮合状态的第一负载小于所述第二啮合状态的第二负载。3.如权利要求2所述的蜗轮，其特征在于，于所述第一啮合状态，所述螺旋齿与所述平齿面的啮合路径形成由啮合点连成的啮合线。4.如权利要求2所述的蜗轮，其特征在于，于所述第二啮合状态，所述平齿面在所述第二负载的作用下变形，使所述轮齿的齿面形成整体弧齿面；所述螺旋齿与所述整体弧齿面的啮合路径形成由啮合线连成的啮合面。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的蜗轮，其特征在于，所述轮齿的齿面沿过所述轮齿的齿线中心点的法面对称。6.如权利要求1
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5任一项所述的蜗轮，其特征在于，所述蜗轮由塑料制成。7.一种蜗轮蜗杆传动机构，其特征在于，包括蜗杆及如权利要求1
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6任一项所述的蜗轮；其中，所述蜗杆的螺旋齿与所述轮齿相啮合。8.如权利要求7所述的蜗轮蜗杆传动机构，其特征在于，所述蜗轮由塑料制成，所述蜗杆由...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，
申请(专利权)人：采埃孚汽车科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：