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關鍵詞：切紙刀;蝸輪;蝸桿;模數;齒數;變位　 我公司現有一臺二手紙機，抄寬5664mm，生產高級新聞紙。與之配套的包裝站切紙刀的往復運動采用蝸輪減速器和鏈條傳動，蝸輪減速器的參數為：蝸桿頭數Z1=1,蝸輪齒數Z2=40,中心距a=34.2。運行一段時間后，蝸輪減速器發(fā)生故障，切紙刀無法動作?！?原原因分析我司拆開減速機檢查發(fā)現，蝸輪上的九個齒已被磨平至齒根部位，其余齒也已磨損變尖，蝸桿齒形還完好。在蝸桿傳動中，由于材料和結構上的原因，蝸桿螺旋部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度，所以磨損和失效常發(fā)生在蝸輪的輪齒上。初步分析認為，該蝸輪模數較小，中心距又小，使得輪齒的強度相對較低，再加上每一行程的終點要承受沖擊，使個別齒磨損加劇直至折斷，進而加速了其余相鄰齒的磨損。對電機的剎車裝置進行檢查后發(fā)現，該剎車裝置已經失靈，在未通電的情況下，電機軸應盤轉不動，而此時電機軸卻可以靈活盤轉，說明剎車裝置的間隙偏大，應重新調整。據此可以認為蝸輪的這一不正常磨損和電機剎車裝置的故障也有關系。每當切紙刀到達行程的終點時，由于電機未及時剎車止轉，存在一個慣性，而傳動鏈上的限位塊又已經到位卡住，這樣就會產生沖擊，在蝸輪和蝸桿的嚙合處便產生堵轉碰撞，造成個別輪齒急劇磨損或折斷，也進一步加快了鄰近齒的磨損，磨損達到一定程度后就出現了切紙刀的上述故障?！?原修配方案及有關計算我司由于該蝸輪減速器屬于二手英制設備，使用年代已經很久，配件難以采購，而蝸輪的模數又為英制的，只能國產化修配，利用蝸桿傳動的變位法，保證中心距不變，適當增大模數和減少蝸輪齒數，改變傳動比，以提高輪齒的強度。蝸桿傳動的變位方法與漸開線圓柱齒輪相似，即利用改變切齒時刀具與輪坯的徑向位置來實現變位。在蝸桿傳動的中間平面內，其嚙合狀況相當于齒輪齒條傳動，因此蝸桿不變位，其尺寸也不改變，只是蝸輪變位。變位后蝸輪的節(jié)圓仍然與分度圓重合，而蝸桿的節(jié)圓不再與分度圓重合，圖1所示即為該蝸桿傳動的變位原理。其中，a′和 z2′表示變位后的中心距和蝸輪齒數，a表示變位前的中心距。我司以下就是蝸輪變位修配的計算。我司首先，初算模數m，測量原蝸輪的齒頂圓直徑da2=53.7，由式da2=(z2+2+2x2)m,z2=40,x2=0,求得m=1.28。在修配過程中，必須確保中心距不變，同時因其模數較小，為了提高蝸輪齒的強度，采用變位法，適當增大模數并減少蝸輪齒數。根據初算的模數值，參照國內標準，選取m=1.6,q=12.5,z1=1, z2′=30,a′=a=34.2,蝸桿軸面齒形角α=20°。我司現計算變位系數：我司x2=a/m-0.5(q+z2′)=34.2÷1.6-0.5×（12.5+30）=0.125 。我司以下是該蝸桿傳動的主要幾何尺寸計算：我司(1)傳動比：我司i=z2′/z1=30/1=30我司(2)中心距：我司a′=a=0.5m(q+z2′+2x2)=0.5×1.6×(12.5+30+2×0.125)=34.2我司(3)蝸桿分度圓柱上螺旋線升角（導程角）γ：我司由tgγ=z1/q=1/12.5，求得γ=4°34′26″我司(4)分度圓直徑：我司d1=qm=12.5×1.6=20；d2= m z2′=1.6×30=48我司（5）節(jié)圓直徑：我司d1′=（q+2x2）m=(12.5+2×0.125)×1.6=20.4;d2′=d2=48我司(6)齒頂圓直徑：我司da1=(q+2)m=(12.5+2)×1.6=23.2；我司da2=(z2′+2+2x2)m=(30+2+2×0.125)×1.6=51.6我司(7)齒根圓直徑：我司df1=(q-2.4)m=(12.5-2.4)×1.6=16.16；我司df2=(z2′+2x2-2.4)m=(30+2×0.125-2.4)×1.6=44.56我司當變位系數x2過大時會使蝸輪的齒頂變尖，過小會使蝸輪的輪齒產生根切。下面就對該蝸輪齒是否變尖或根切進行驗算。我司不變尖時，必須滿足：我司a≤m(0.55z2′-0.64-0.024α)+da1/2=1.6×(0.55×30-0.64-0.024×20)+23.2÷2=36.21我司a′=a=34.2＜36.21，所以不會變尖。我司不根切時，必須滿足：a≥0.5(da1+mz2′cos2α)=0.5×(23.2+1.6×30×cos220°)=32.3我司a′=a=34.2＞32.3，所以不會根切?！? 結語語我司該蝸桿傳動采用變位法修配后，使二手英制備件得以國產化。由于模數增大，齒數減少，使得蝸輪的輪齒強度相應提高，傳動比減小又加快了切紙速度，提高了生產效率。通過變位還可以提高蝸桿傳動的承載能力和效率，消除蝸輪輪齒的根切現象，還可以改變接觸線的位置使之更有利于潤滑。