二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)發(fā)展歷史

     日本學(xué)者酒井高男等發(fā)表了“空間交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)中二次作用的研究”的論文，指出在交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)中，齒面上的某些點(diǎn)可與其相嚙合的齒面接觸兩次，提出可展齒面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的基本思想，對(duì)二次包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)中的一系列理論及實(shí)踐問題進(jìn)行了論述；1980年酒井高男等提出了以錐面為媒介齒面的環(huán)面蝸桿傳動(dòng)；日本住友重工株式會(huì)社一直致力于雙錐面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的研究和推廣，其HEDCON系列減速器即采用雙錐面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副。

    在國(guó)內(nèi)，1974年重慶大學(xué)張光輝因參編《機(jī)械工程手冊(cè)》中包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)部分到首鋼機(jī)械廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研收集平面蝸輪傳動(dòng)資料，發(fā)現(xiàn)并肯定首鋼機(jī)械廠平面反包絡(luò)蝸輪副具有平面二次包絡(luò)的萌芽，并報(bào)告建議冶金部立項(xiàng)研究獲批準(zhǔn)，因而于1975年與首鋼合作開展研究，于1976年研究成功平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，該傳動(dòng)的蝸桿可淬火并用平面砂輪磨削，蝸輪可以采用滾刀加工，蝸輪副的齒面精度得以提高，傳動(dòng)副多齒嚙合且瞬時(shí)成雙線接觸、接觸線法向誘導(dǎo)法曲率小且潤(rùn)滑角大，因此該傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力小、易形成潤(rùn)滑油膜、抗膠合抗磨損能力強(qiáng)、承載能力大傳動(dòng)效率高，性能全面超過直廓環(huán)面蝸桿，經(jīng)美國(guó)Cone Drive公司測(cè)試平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副的承載能力為其相應(yīng)產(chǎn)品的2.2倍，認(rèn)為“是蝸桿傳動(dòng)的重大突破，具有世界先進(jìn)水平”，為表彰工人階級(jí)的創(chuàng)造性，原冶金部將其命名為“首鋼-71型蝸輪副。

       基于直廓環(huán)面蝸桿齒面不能精確磨削和平面二次包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)的蝸輪滾刀無法鏟齒等缺陷，張光輝于1981年提出指錐二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，該傳動(dòng)的蝸桿齒形與直廓環(huán)面蝸桿相近，但加工工藝優(yōu)于直廓環(huán)面蝸桿且可鏟磨蝸輪滾刀；為了解決平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)在多頭小速比范圍內(nèi)應(yīng)用時(shí)齒面根切及邊齒變尖嚴(yán)重等矛盾，1986年張光輝提出以球面為包絡(luò)媒介面的球面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)；1999年張光輝基于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面只能單面磨削、加工精度和效率低等問題，提出用大直徑雙面錐形砂輪磨削包絡(luò)環(huán)面蝸桿，即利用錐面在錐底半徑較大和錐角較大時(shí)，錐面在微小區(qū)域上近似于平面這一特征，在蝸桿磨削加工時(shí)用一直徑較大的雙面對(duì)稱錐形砂輪近似代替平面砂輪磨削包絡(luò)環(huán)面蝸桿，這樣就能在一次安裝調(diào)整磨頭和蝸桿完成蝸桿兩側(cè)齒面的磨削加工，而不同基圓半徑的蝸桿加工則僅需要調(diào)整砂輪修整器的修整角度，從而大大地簡(jiǎn)化了在蝸桿加工中機(jī)床工裝的調(diào)整，提高了蝸桿的制造效率和提高加工精度，此種蝸桿傳動(dòng)稱之為準(zhǔn)平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。