一種精磨成型的五螺桿的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種精磨成型的五螺桿，包括一根主動(dòng)螺桿和四根結(jié)構(gòu)相同的從動(dòng)螺桿，所述主動(dòng)螺桿在中間，四根從動(dòng)螺桿圍繞主動(dòng)螺桿沿圓周方向均勻分布，主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，組成平行軸外嚙合的螺桿副，一個(gè)右旋，另一個(gè)左旋，形成共軛關(guān)系。由于本發(fā)明的螺桿型面為光滑過(guò)渡連接，因而其加工方法可以采取數(shù)控螺桿轉(zhuǎn)子磨床精磨齒面，型面加工效率提高3倍以上，提高了型面的表面精度，減小齒形分度誤差，使得五螺桿泵的運(yùn)行噪音和振動(dòng)減小20~30%，提高螺桿壽命50%以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種精磨成型的五螺桿
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于螺桿栗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種五螺桿栗技術(shù)，更具體地說(shuō)，它涉及一種精磨成型的五螺桿。
【背景技術(shù)】
[0002]五螺桿栗因其低壓大流量、可靠性高，目前在艦船上作為滑油栗和竄油栗得到大量應(yīng)用。但是現(xiàn)有的五螺桿栗在噪音和振動(dòng)指標(biāo)上已無(wú)法滿足艦船發(fā)展的需求。由于現(xiàn)在五螺桿栗的螺桿采用D型齒形，決定了五螺桿螺旋型面最終的加工方法為仿形車(chē)削，無(wú)法采用精磨成型，導(dǎo)致其螺旋型面的粗糙度和齒形分度誤差達(dá)不到最優(yōu)要求，從而影響到整個(gè)五螺桿栗的噪音和振動(dòng)指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提供了一種精磨成型的五螺桿。
[0004]—種精磨成型的五螺桿，包括一根主動(dòng)螺桿I和四根結(jié)構(gòu)相同的從動(dòng)螺桿2，所述主動(dòng)螺桿I在中間，四根從動(dòng)螺桿2圍繞主動(dòng)螺桿I沿圓周方向均勻分布，主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，組成平行軸外嚙合的螺桿副，一個(gè)右旋，另一個(gè)左旋，形成共軛關(guān)系O
[0005]進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下:
所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的頭數(shù)一致且為雙頭，導(dǎo)程相等。
[0006]所述主動(dòng)螺桿I為凹齒形，從動(dòng)螺桿2為凸齒形，主動(dòng)螺桿I齒形由齒根圓C1Cl1、齒頂圓aif1、密封齒形曲線aibici和傳力齒形曲線dieifi組成，所述密封齒形曲線aibici由外擺線a—和長(zhǎng)幅外擺線blCl組成，傳力齒形曲線CUeif1由長(zhǎng)幅外擺線diei和漸開(kāi)線eif i組成;所述從動(dòng)螺桿2齒形由齒根圓C2d2、齒頂圓a2f2、密封齒形曲線a2b2C2和傳力齒形曲線d2e2f2組成，所述密封齒形曲線a2b2C2由外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2組成，傳力齒形曲線d2e2f2由長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2組成;所述主動(dòng)螺桿I與從動(dòng)螺桿2齒形的每一段曲線均分別對(duì)應(yīng)一 Sc ο
[0007]所述主動(dòng)螺桿I齒形外擺線aih和長(zhǎng)幅外擺線blCl在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線blcl、齒根圓^山、長(zhǎng)幅外擺線dlel和漸開(kāi)線Mf1在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接;所述從動(dòng)螺桿2齒形外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線b2C2、齒根圓C2d2、長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接。
[0008]所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的齒頂圓直徑da、分度圓直徑dj和齒根圓直徑df分別對(duì)應(yīng)相等。
[0009]所述主動(dòng)螺桿I的齒根圓中心角^和從動(dòng)螺桿2的齒頂圓中心角τ2相等，取10?15°。
[0010]所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的金加工工藝順序是:采用合金結(jié)構(gòu)鋼棒料下料后鍛坯、正火、粗車(chē)各級(jí)外圓、數(shù)控車(chē)床精車(chē)各級(jí)外圓和齒形、齒面表面硬化、數(shù)控螺桿轉(zhuǎn)子磨床精磨齒面，經(jīng)過(guò)成型磨削加工后，型面粗糙度達(dá)到Ra0.8μπι以下，齒形的分度誤差控制在20〃以?xún)?nèi)。
[0011]本發(fā)明的顯著效果體現(xiàn)在以下方面:
(I)本發(fā)明五螺桿的齒形采用密封齒形和傳力齒形組合而成，整個(gè)齒形的連接近似光滑過(guò)渡，不存在大的尖角，因此精加工工序可以采用成型磨削加工。
[0012](2)本發(fā)明的五螺桿型面硬化后精加工工序采用成型磨削加工，提高了表面精度，減小了齒形分度誤差，因此在螺桿運(yùn)行中更加穩(wěn)定，噪音和振動(dòng)比仿形車(chē)削精加工的螺桿小20?30%，螺桿的壽命提高50%以上。
[0013](3)本發(fā)明的五螺桿型面采用成型磨削精加工，加工效率比仿形車(chē)削精加工提高3倍以上。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的三維嚙合及齒形嚙合示意圖；
圖2為本發(fā)明主動(dòng)螺桿齒形及三維示意圖；
圖3為本發(fā)明從動(dòng)螺桿齒形及三維示意圖；
圖4為本發(fā)明主動(dòng)螺桿磨削示意圖；
圖5為本發(fā)明從動(dòng)螺桿磨削示意圖；
圖6為原D型五螺桿的齒形嚙合圖；
圖7為原D型五螺桿主動(dòng)螺桿齒形圖；
圖8為原D型五螺桿從動(dòng)螺桿齒形圖。
[0015]上圖中序號(hào):主動(dòng)螺桿1、從動(dòng)螺桿2、主動(dòng)螺桿磨削砂輪3、從動(dòng)螺桿磨削砂輪4、原D型五螺桿主動(dòng)螺桿5、原D型五螺桿從動(dòng)螺桿6。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
實(shí)施例
[0017]參見(jiàn)圖6，原D型五螺桿主動(dòng)螺桿5和從動(dòng)螺桿6齒形均為雙頭不對(duì)稱(chēng)齒形。參見(jiàn)圖7，原D型五螺桿主動(dòng)螺桿5齒形由長(zhǎng)幅外擺線a3b3、長(zhǎng)幅外擺線b3C3、齒根圓c3d3、長(zhǎng)幅外擺線d3e3、漸開(kāi)線e3f3和短幅外擺線f3g3組成。參見(jiàn)圖8，原D型五螺桿從動(dòng)螺桿6齒形由長(zhǎng)幅外擺線a4b4、長(zhǎng)幅外擺線b4C4、齒根圓C4d4、長(zhǎng)幅外擺線d4e4、漸開(kāi)線e4f4和短幅外擺線f4gdii成。原D型五螺桿主動(dòng)螺桿5齒根圓中心角τ3和從動(dòng)螺桿6的齒頂圓中心角τ4相等，一般取30°。
[0018]由于原D型五螺桿主動(dòng)螺桿5齒形在長(zhǎng)幅外擺線a3b3和長(zhǎng)幅外擺線b3C3處、從動(dòng)螺桿6齒形在長(zhǎng)幅外擺線a4b4和長(zhǎng)幅外擺線b4C4處存在大的尖角決定了其螺桿型面的加工工藝，一般為:粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)—表面硬化—研磨。半精車(chē)和精車(chē)采用仿形車(chē)削加工，對(duì)加工者的技藝水平要求高，在仿形車(chē)削的過(guò)程中需要不斷用比對(duì)樣板進(jìn)行型面的比對(duì)，精車(chē)完之后才能進(jìn)行表面硬化處理，螺桿型面表面硬化過(guò)后無(wú)法在進(jìn)行仿形精車(chē)加工修整，因此最后為了消除螺桿型面粗糙度和齒形分度誤差影響螺桿的傳動(dòng)性能，還需要進(jìn)行研磨。整個(gè)螺桿型面的加工過(guò)程效率低下，最終成型的螺桿型面粗糙度不佳和齒形分度誤差大影響到整個(gè)五螺桿栗的性能指標(biāo)，特別是噪音和振動(dòng)指標(biāo)。
[0019]參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，一種精磨成型的五螺桿，包括一根主動(dòng)螺桿I和四根結(jié)構(gòu)相同的從動(dòng)螺桿2，所述主動(dòng)螺桿I在中間，四根從動(dòng)螺桿2圍繞主動(dòng)螺桿I沿圓周方向均勻分布，主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，組成平行軸外嚙合的螺桿副，一個(gè)右旋，另一個(gè)左旋，形成共軛關(guān)系。
[0020]所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的頭數(shù)一致且為雙頭，導(dǎo)程相等。
[0021 ] 所述主動(dòng)螺桿I為凹齒形，從動(dòng)螺桿2為凸齒形，主動(dòng)螺桿I齒形由齒根圓C1Cl1、齒頂圓aif1、密封齒形曲線aibici和傳力齒形曲線dieifi組成，所述密封齒形曲線aibici由外擺線aih和長(zhǎng)幅外擺線b1C1組成，傳力齒形曲線CUmf1由長(zhǎng)幅外擺線cUejP漸開(kāi)線eif i組成;所述從動(dòng)螺桿2齒形由齒根圓C2d2、齒頂圓a2f2、密封齒形曲線a2b2C2和傳力齒形曲線d2e2f2組成，所述密封齒形曲線a2b2C2由外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2組成，傳力齒形曲線d2e2f2由長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2組成;所述主動(dòng)螺桿I與從動(dòng)螺桿2齒形的每一段曲線均分別對(duì)應(yīng)一 Sc ο
[0022]所述主動(dòng)螺桿I齒形外擺線aih和長(zhǎng)幅外擺線b1C1在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線b1C1、齒根圓C1CU、長(zhǎng)幅外擺線cUedP漸開(kāi)線Mf1在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接;所述從動(dòng)螺桿2齒形外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線b2C2、齒根圓C2d2、長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接。
[0023]所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的齒頂圓直徑da、分度圓直徑dj和齒根圓直徑df分別對(duì)應(yīng)相等。
[0024]所述主動(dòng)螺桿I的齒根圓中心角^和從動(dòng)螺桿2的齒頂圓中心角τ2相等，取10?15°。本實(shí)施例取τι=τ2=13°。
[0025]主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2中的密封齒形aib1C1和a2b2C2相互共軛，起到密封作用。傳力齒形cUeA和d2e2f2相互嚙合，起到傳遞力矩作用，主動(dòng)螺桿I通過(guò)傳力齒形CUmf1驅(qū)動(dòng)四根從動(dòng)螺桿2嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，將力矩傳動(dòng)到從動(dòng)螺桿2上。
[0026]主動(dòng)螺桿I齒形外擺線aih和長(zhǎng)幅外擺線b1C1在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，從動(dòng)螺桿2齒形外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接;主動(dòng)螺桿I齒形長(zhǎng)幅外擺線cUedP漸開(kāi)線eif i在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接，從動(dòng)螺桿2齒形長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接，因此在主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中能夠平穩(wěn)地傳遞力矩。
[0027]參見(jiàn)圖4和圖5，所述主動(dòng)螺桿I和從動(dòng)螺桿2的金加工工藝順序是:采用合金結(jié)構(gòu)鋼棒料下料后鍛坯、正火、粗車(chē)各級(jí)外圓、數(shù)控車(chē)床精車(chē)各級(jí)外圓和齒形、齒面表面硬化、數(shù)控螺桿轉(zhuǎn)子磨床精磨齒面，經(jīng)過(guò)成型磨削加工后，型面粗糙度達(dá)到Ra0.8μπι以下，齒形的分度誤差控制在20〃以?xún)?nèi)。螺桿副在運(yùn)行過(guò)程中更加穩(wěn)定，噪音和振動(dòng)比仿形車(chē)削精加工的螺桿小20~30%，提高螺桿的壽命50%以上，而且加工效率比仿形車(chē)削精加工提高3倍以上。
[0028]本實(shí)施例中，材料使用合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr棒料進(jìn)行加工，齒面高頻淬火硬度為HRC50?55，淬硬層深度為1.0?1.5mm，精磨型面后型面粗糙度達(dá)到Ra0.5μπι，齒形的分度誤差17〃 ο砂輪3、砂輪4均由數(shù)控螺桿轉(zhuǎn)子磨床配置的數(shù)控編程砂輪修整器根據(jù)齒形曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行整形。
[0029]以上內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精磨成型的五螺桿，包括一根主動(dòng)螺桿(I)和四根結(jié)構(gòu)相同的從動(dòng)螺桿(2)，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)在中間，四根從動(dòng)螺桿(2)圍繞主動(dòng)螺桿(I)沿圓周方向均勻分布，主動(dòng)螺桿(I)和從動(dòng)螺桿(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，組成平行軸外嚙合的螺桿副，一個(gè)右旋，另一個(gè)左旋，形成共軛關(guān)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)和從動(dòng)螺桿(2)的頭數(shù)一致且為雙頭，導(dǎo)程相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)為凹齒形，從動(dòng)螺桿(2)為凸齒形，主動(dòng)螺桿(I)齒形由齒根圓dch、齒頂圓Bif1、密封齒形曲線aibici和傳力齒形曲線dieifi組成，所述密封齒形曲線aibici由外擺線aibi和長(zhǎng)幅外擺線bici組成，傳力齒形曲線CUmf1由長(zhǎng)幅外擺線cUejP漸開(kāi)線Mf1組成;所述從動(dòng)螺桿(2)齒形由齒根圓C2d2、齒頂圓a2f2、密封齒形曲線a2b2C2和傳力齒形曲線d2e2f2組成，所述密封齒形曲線a2b2C2由外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2組成，傳力齒形曲線d2e2f2由長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2組成;所述主動(dòng)螺桿(I)與從動(dòng)螺桿(2)齒形的每一段曲線均分別對(duì)應(yīng)一致。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)齒形外擺線a—和長(zhǎng)幅外擺線b1C1在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線b1C1、齒根圓^山、長(zhǎng)幅外擺線cUejP漸開(kāi)線Mf1在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接;所述從動(dòng)螺桿(2)齒形外擺線a2b2和長(zhǎng)幅外擺線b2C2在交點(diǎn)處近似光滑過(guò)渡連接，長(zhǎng)幅外擺線b2C2、齒根圓C2d2、長(zhǎng)幅外擺線d2e2和漸開(kāi)線e2f2在交點(diǎn)處光滑過(guò)渡連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)和從動(dòng)螺桿(2)的齒頂圓直徑da、分度圓直徑dj和齒根圓直徑df分別對(duì)應(yīng)相等。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)的齒根圓中心角τ I和從動(dòng)螺桿(2)的齒頂圓中心角τ2相等，取10?15°。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精磨成型的五螺桿，其特征是，所述主動(dòng)螺桿(I)和從動(dòng)螺桿(2)的金加工工藝順序是:采用合金結(jié)構(gòu)鋼棒料下料后鍛坯、正火、粗車(chē)各級(jí)外圓、數(shù)控車(chē)床精車(chē)各級(jí)外圓和齒形、齒面表面硬化、數(shù)控螺桿轉(zhuǎn)子磨床精磨齒面，經(jīng)過(guò)成型磨削加工后，型面粗糙度達(dá)到Ra0.8μπι以下，齒形的分度誤差控制在20〃以?xún)?nèi)。
【文檔編號(hào)】F04C2/16GK106050643SQ201610572189
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】汪旭輝, 黃文 , 胡奕, 程飛
【申請(qǐng)人】黃山工業(yè)泵制造有限公司