在機(jī)械制造業(yè)中，過去廣泛采用阿基米德蝸桿來實(shí)現(xiàn)蝸桿傳動(dòng)。隨著傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，阿基米德蝸桿因承載能力有限、效率低、壽命短，已難以滿足高質(zhì)量傳動(dòng)的技術(shù)要求。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍采用傳動(dòng)效率高、承載能力大的尼曼蝸桿副，而國(guó)內(nèi)因制造水平的限制，尚未得到推廣應(yīng)用。我廠借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，自行開發(fā)了硬齒面尼曼蝸桿副，并設(shè)計(jì)、制造了用于C8955鏟床的尼曼蝸桿齒面磨削裝置，解決了尼曼蝸桿副磨削效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定的加工難題。
　　1 尼里蝸桿的磨削原理
　　尼曼蝸桿齒面由旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)面砂輪包絡(luò)成形，磨削加工時(shí)，砂輪與蝸桿的加工位置關(guān)系如圖1所示。
當(dāng)砂輪沿蝸桿螺旋導(dǎo)程移動(dòng)時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即在蝸桿上形成齒形螺旋面。蝸桿齒面可用坐標(biāo)方程表示為
　　tanq=(Au-Pctggu-dcosb)/(acosb+(Auctggu+P)sinb)
　　x=(rsinq+d) cosbcosf+(rsinq+d)sinbsinfcosgu-(rcosq-a)sinfsingu+Aucosf
　　y=(rsinq+d)cosbsinf+(rsinq+d)sinbcosfcosgu-(rcosq-a)singucosf-Ausinf
　　z=(rsinq+d)sinbsingu+(rcosq-a)cosgu-Pf
　　式中：r——砂輪曲率半徑
　　Au——砂輪軸與蝸桿軸的初始中心距
　　gu——蝸桿節(jié)圓螺旋角
　　d——砂輪軸線到圓弧中心的距離
　　a——圓弧中心到，軸的距離
　　b——蝸桿軸線到圓弧中心的距離
　　p——螺旋參數(shù)
　　f——運(yùn)動(dòng)參數(shù)
　　b——砂輪參數(shù)
　　a——壓力角
　　2 磨削裝置及砂輪修整器的調(diào)整計(jì)算
　　尼曼蝸桿磨削裝置按蝸桿徑向修形原理設(shè)計(jì)．其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　
　　
　　根據(jù)蝸桿齒面方程式可計(jì)算出蝸桿齒形，將蝸桿參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，即可計(jì)算出法向和軸向齒形。磨削裝置及砂輪修整器的調(diào)整參數(shù)是根據(jù)我廠生產(chǎn)工藝及磨削試驗(yàn)確定的。現(xiàn)舉例說明調(diào)整參數(shù)的計(jì)算方法。
　　已知蝸桿參數(shù)：Ms=6.5mm，Z1=3，a=22°，g=16.24°。計(jì)算過程如下：

　　砂輪安裝角W=g=16.24°；
　　砂輪(f150mm)端面對(duì)于砂輪安裝角回轉(zhuǎn)中心的偏移值e=r(1-cosa)，其中r=5.5Ms=34.45mm，可求出e=2.51mm；
　　砂輪軸與蝸桿軸的初始中心距Au=(dg+d u-2hf')/2，其中dg=67mm，hf'=hf-0.2=7.6mm，可求出Au=100.9mm；
　　修整砂輪圓弧的金剛筆刻度值R=r=34.45mm；
　　小滑架刻度尺調(diào)整值V=b+hf'，其中b=Rsina=12.905mm，可求出V=20.505mm；
　　大滑架刻度尺初始值D=du/2-V，其中du=150mm，可求出D=54.495mm;
　　砂輪圓弧曲率中心水平坐標(biāo)刻度尺調(diào)整值A(chǔ)=Rcosa=34.45 ×22°=31.94mm。

　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果即可調(diào)整磨削裝置和砂輪修整器的初始位置，然后啟動(dòng)機(jī)床對(duì)蝸桿齒面進(jìn)行磨削。
生產(chǎn)實(shí)踐證明，根據(jù)尼曼蝸桿嚙合原理和齒形曲面方程設(shè)計(jì)、制造的磨削裝置和砂輪修整器磨削出的蝸桿齒形完全符合齒形計(jì)算結(jié)果。該磨削裝置具有較高調(diào)整精度，其磨削效率可比采用常規(guī)磨削方法提高4倍以上，加工的尼曼蝸桿齒形精確、齒面硬度高、表面質(zhì)蟹好。該磨削裝置的研制成功為尼曼蝸桿的高效加工及推廣應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。