单圆柱滚子包络蜗杆传动滚子转动速度分析

王小林， 韩志， 段冬冬

（河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作 454000）

0 引言

蜗杆、蜗轮传动作为机械传动中的重要部分，广泛用于工程、装备等方面，特别是在一些机器设备的传动中，往往是关键的部件、部位，因此有着举足轻重的地位。然而传统的蜗杆与蜗轮啮合传动是通过蜗杆齿面和蜗轮齿面接触实现，导致接触部位产生滑动摩擦[1]，故啮合效率不高，承载能力低。为解决这种问题，学者们在传统环面蜗杆传动的基础上，研究出滚柱包络环面蜗杆传动[2]。关于滚柱蜗杆传动，学者们做了许多研究工作。在理论研究方面，洪雷[3]利用空间啮合的基本原理，对其啮合方程进行了详细地推导；李伟[4]建立了其动力学模型，通过非线性方程组研究这种型式传动的振型。在优化设计方面，王进戈[5]通过目标函数、约束条件，用Matlab进行数值求解的方法进行设计参数优化，确定了几何参数的合理选择范围；邓星桥[6]根据道森公式和诱导法曲率及润滑角公式建立数学模型的方法进行优化，判定了设计变量的合适数值范围。在环面蜗杆副仿真方面，刘新华[7]研究了滚柱的运动状态和运动学参数，对蜗杆传动机构的运动学进行了仿真。田东亮[8]在UG中的CAM环境中，进行了滚柱包络环面蜗杆副的仿真加工，避免了生产、加工中大量不合格产品的出现[8]。

这种型式蜗杆的提出目的是将蜗轮齿面以滚柱代替，将原来面与面之间的滑动摩擦以滚动摩擦代替，从而减少齿面磨损，提高传动效率[9-11]。……