是进行啮合性能分析的一个有效工具，本文所推公式均 采用活动标架法。工具母面上一点P的活动标架设置如图 2a所示， e ]，其P点在e中的表达方程

　　式为砂轮参数砂轮齿形角， T=±T砂轮锥底半径， R砂轮 在工作台上的安装位置参数时对应砂轮右半部， T= T时 对应于砂轮左半部，以下亦同。从

　　坐标e到活动标架e的坐标变换矩阵为根据文献[1， 2 ]， 有相对速度以及相对角速度在活动标架中各坐标上的投 影表达式2. 4啮合方程及蜗杆齿面

　　工艺布局的限制，只能是蜗杆齿面单侧磨削，因而生产 效率低。为了解决这一问题，本文提出了用大直径双面 锥形砂轮磨削包络环面蜗杆的新方法，这种方法能

　　够一次加工出蜗杆两则齿面，减少了加工误差，实例计 算表明这种蜗杆付具有较好的接触状态及啮合性能，由 于该蜗杆副加工性能良好，生产率高，因而具有广

　　泛的应用前景。2蜗杆齿面的加工2. 1坐标系的建立建立 蜗杆加工坐标系如图1，图中： e ]，为空间固定标架1， e ]，为空间固定标架2，

　　典型传动，一次包络与二次包络具有相同的二界曲线， 这点和平面二次包络完全一样，对于一般性传动，二界 曲线方程为一界曲线的表达式为接触线法线方向的

　　诱导法曲率：相对速度与接触线计算实 例笔者对该传动编制了啮合分析计算程序，传动副设计 参数为： m蜗轮计算圆压力角T=23°，加

　　工砂轮安装倾角λ= 8°，砂轮齿廓尺寸和安装位置根据文 献[1， 2 ]所给出的计算方法来确定。图3～6所示为这种 传动在不同砂轮半径下的接触线′，原设计 为纠偏辊铅垂摆动型式，纠偏辊轴线摆动平面与入口带 钢夹角远大于45°，纠偏效果不好将其

　　改为纠偏辊水平摆动型式，使纠偏辊轴线摆动平面与入 口带钢夹角远小于45°，纠偏效果明显改善。WG冷轧硅 钢片厂又先后对另外6条带钢（厚度为0.

　　3～0. 9mm）生产线套原设计纠偏辊轴线摆动平面 与入口带钢夹角大于45°的转向单辊纠偏装置进行了改 造，都收到了较好的纠偏效果。1武汉

　　分布。从图3～6可以看出，该传动在传动副设计参数确 定后，其接触线分布与加工砂轮大少密切相关，其接触 区域随砂轮半径的增大而增大。该传动与文献[

　　3， 4]介绍的平面和锥面二次包络环面蜗杆传动相比，当 砂轮半径大时，接触线分布与平面二包近似，而砂轮半 径较小时与普通的单锥面二包近似。本文所

　　指的大锥面即是利用该传动的这种特性，采用大直径的 双面对称锥形砂轮一次安装磨出啮合性能尽可能与平面 包络啮合性能近似的环面蜗杆。这样既可提高平面

　　仍选择鼓风带式冷却方式。5. 3取消不必要设置取消脱硫 系统，非脱硫系统，不必予留烟气脱硫场地，减少占地 和投资。5. 4引进关键设备根据1号烧

　　结机的经验，一些关键设备应引进，如主风机系统等。 在充分利用引进设备，利用先进技术的同时应引进并实 施相应的先进管理模式，只有这样，才能管理、操

　　和普通单锥面包络环面蜗杆磨削效率，与普通单锥面二 包相比，接触性能又得到了提高。该传动的特点是：1） 砂轮半径大，一般砂轮半径大于或等于200m

　　m.一般而言，为了使蜗杆传动接触性能良好，对于大模 数蜗杆砂轮半径应可能大，而对小模数蜗杆，砂轮半径 可相对小一些。2）砂轮半锥角大，砂轮的半锥

　　角由蜗轮计算圆压力角和砂轮安装倾角决定，一般大于 70°。3）在工装不改变的情况下，通过减小砂轮半径， 也能象普通锥面二包一样，加工多头小速比包

　　面是第一次包络展成的，显然工具齿面上的参数须满足 第一次包络的啮合方程式（ 6） ，将式（ 6）和式（ 15） 联立得上式为一般性传动（通称修形

　　传动）的啮合方程。对于典型传动： a= a（ 16）可化为 将啮合方程式（ 16）或式（ 17）与式（ 7）联立并将其 转化到蜗轮坐标系中即可得

　　到蜗轮齿面方程。3. 3二次包络的各啮合性能参数的计算 二界曲线的表达式：对于典型传动，上式的解为：对比 式（ 8）易知，它们具有相同的解，即对

　　新技术？新设备大锥面二次包络环面蜗杆副传动的啮合 特征及其应用重庆大学万方美张光辉杨洪成胡高举算得 出这种新型蜗杆副具有类似于平面二包蜗杆副的传

　　动啮合性能，并得出由于采用大锥面砂轮作为工具母面 磨削蜗杆两侧齿面时不需翻转磨头，该新型蜗杆副比平 面二包的生产效率更高。叙词大锥面二次包络环面

　　蜗杆副1概述平面二次包络环面蜗杆副因具有瞬时多齿双 线接触、易于形成润滑油膜、承载能力高等优点在国内 外得到了广泛的应用，但由于其蜗杆制造时机床

　　高，尤其是在采用与砂轮形状类似的铣刀进行粗加工， 在蜗杆所留加工磨削余量均匀的情况下，其生产效率将 更高。1吴大任骆家舜。齿轮啮合理论。北京：科

　　学出版社，2张光辉王朝晋。活动标架的应用及对Baxter 诱导法曲率公式的改进。重庆大学学报， 1983 （ 2）3张 亚雄齐麟等。蜗杆传动设计

　　（下册） .机械工业出4田村久司洒井高男牧充。以圆锥 面为媒介齿轮齿面的弧面蜗杆。重庆大学翻印， 1981.夹 角成为0°后。纠偏效果显著变好。

　　钢铁设计研究院主编。板带车间机械设备设计（下册） [M ] .北京：冶金工业出版社， 1984.2W. L.罗伯茨。冷轧 带钢生产（下册） [

　　M ] .北京：冶金工业出版社， 1991.3西德钢铁工程师协 会编著。冷轧带钢生产[M ] .北京：机械工业出版社， 1983.4黄华清主编

　　。轧钢机械[M ] .北京：冶金工业出版社，5. 2关于冷却机 的选型鉴于1号机冷却系统的成功建设和生产经验以及总 图位置的限制，建议2号烧结机

　　e ]为与蜗杆固连的标架1， e ]为与第一作者：万方美，男， 34岁，工程师（博士研究生） ，重庆大学机械传动国家 重点实验室（ 40004

　　4）工作台固连的标架2.h和h分别为工作台与蜗杆的转角， 在h与e重合。2. 2砂轮齿廓形状和加工安装位置通过蜗杆 喉部齿槽对称位置时砂轮在加工

　　坐标系中的各位置参数。O和O分别为蜗杆轴线和产形轮 （工作台）回转轴线的公垂线的垂足， O为砂轮轴回转 中心， O在O中的位置系如图b，根据需要

　　方程根据文献[1 ]的啮合理论，蜗杆齿面加工的啮合方程 为将式（ 6）与式（ 2）联立并将其转换到蜗杆齿面坐标 e中即得蜗杆齿面方程表达式（ 2

　　）2. 5第一次包络各啮合性能参数的计算根据文献[1， 2]， 且考虑到h令k二界曲线的表达一界曲线的表达为接触线 法线方向的诱导法曲率为相对速

　　度与接触线坐标 系的建立及相对速度、相对角速度在活动标架上的投影 由蜗杆齿面？包络出蜗轮齿面？的过程称为

　　络环面蜗杆而不发生蜗杆齿面根切，即该传动能适应大 中小传动比包络环面蜗杆的加工，适应范围广。该传动 与平面包络和普通单锥面包络蜗杆不同，随着砂轮

　　的磨损，所加工出的蜗杆齿廓尺寸会发生微小变化。对 于计算例的蜗杆传动，当砂轮径向磨损5mm时，蜗杆喉 部的齿廓几乎没有什么变化，变化最大在边齿齿

　　廓，其变化量齿根为0. 001mm，齿顶为0. 015mm.这种齿 廓微小变化对蜗杆的运动精度不会造成影响。在蜗杆加 工时砂轮修整后的调整十分方

　　第二次包络，其坐标系的建立与第一次包络相对应，即 工具蜗杆对应于原加工蜗杆，原工具坐标系对应加工蜗 轮坐标系，工具蜗杆的转角为1，蜗轮转角为h

　　2，中心距为a ，传动比为i第二次包络时，在蜗杆齿面上 设置活动标架使之与第一次包络时工具母面上的活动标 架相重合，则由e到活动标架之间的坐标变

　　换矩阵为根据文献[1， 2 ]，有相对速度以及相对角速度 在活动标架中各坐标上的投影表达式3. 2啮合方程第二次 包络的啮合方程为由于工具蜗杆齿

　　也可偏置安装（未画出）。a为蜗杆副中心为蜗轮分度圆 直径， T为蜗轮分度圆压力分别为蜗杆喉部齿根圆直径和 分度圆齿槽宽， r为砂轮半径，为砂轮安

　　装倾角。砂轮安装位置：在工作台上的其它两个坐标的 安装位置根据需要可取一较小值（即偏置安装）以使加 工的蜗杆副具有更好的啮合状态，但在一般情况下

　　总取为零。砂轮齿形角式中T砂轮齿顶宽为：ΔS为蜗杆单 侧磨削时所留倒隙。2. 3活动标架的建立以及相对速度、 角速度在活动标架上的投影活动标架法

　　便，只需进给磨头至能磨出整个蜗杆齿深即可，不必增 加任何附助调整装置。5结论大锥面二次包络环面蜗杆副 具有与平面二包相似的啮合性能，即同时双线多

　　齿接触，根据计算结果得知其接触区域尤其是一次包络 较平面二包要小。但随着工具砂轮半径增大，其接触区 域有所增加，在r时很接近于平面二次包络的接触

　　区域。大锥面二包的相对卷吸速度，接触线与相对速度 的夹角较平面一包的该平均值稍大，其加工性能要比平 面二包好，蜗杆磨削效率比平面包络蜗杆磨削效率