本发明涉及蜗轮蜗杆传动领域，具体涉及一种基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副。
1、蜗杆传动是传递交错轴间的动力或运动的传动机构，具有传动比大，传动平稳性好，结构紧凑等优点，符合减速器轻量化的发展的新趋势，在各种机械设备和仪表中都有广泛使用。蜗轮蜗杆之间的接触形式通常为线接触，但由于存在制造误差和安装误差，传动中难以实现线接触，需要长时间的跑合才能实现蜗轮蜗杆线接触。将线接触改为点接触，能够大大降低传动副对误差的敏感性，减少跑合时间，能够有效提升生产效率。
2、专利申请号为1.9提出一种基于共轭曲线的蜗杆、蜗轮及其啮合副，其蜗杆接触曲线为圆柱螺旋线，齿廓曲面为球面族管状包络面，蜗杆齿面和蜗轮齿面为点接触。该蜗杆蜗轮啮合副的齿廓形状具有一定的局限性，且同时接触齿数较少，重合度低，承载能力和传动平稳性较差。因此，需要一种新的基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，能够解决以上问题。
1、有鉴于此，本发明的目的是克服现存技术中的缺陷，提供基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，该啮合副为多个轮齿点接触，承载能力强，且重合度大，传动平稳性好。
2、本发明的基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，包括相互啮合的蜗轮和环面蜗杆；
3、所述蜗杆和蜗轮齿面接触为点接触，由连续的啮合点组合成蜗杆蜗轮齿面上的接触迹线；所述蜗轮接触迹线和蜗杆接触迹线为一段共轭曲线；所述蜗轮齿廓和蜗杆齿廓在接触迹线任一点的法平面内。
4、进一步，蜗杆接触迹线为一条环面螺旋线，其具有圆弧等距的特性，其在蜗杆坐标系s1:(o1；x1,y1,z1)下的曲线轴与蜗杆回转轴线轴与环面蜗杆和蜗轮的连心线轴构成的平面；a为蜗轮蜗杆啮合副的中心距，i21为传动比，r2为圆弧半径；θ1为螺旋角度。
7、进一步，蜗轮接触迹线轴与蜗轮回转轴线为螺旋角度；分别为蜗杆、蜗轮转过的角度，且i21为传动比，a为蜗轮蜗杆啮合副的中心距，n为共轭曲线在啮合点处给定方向的法向矢量，v(12)为蜗轮蜗杆啮合副在啮合点处的相对运动速度矢量；表示啮合方程。
12、其中，ru1为蜗杆齿廓曲线中x轴、y轴、z轴的单位矢量，xu1、yu1、zu1分别代表ru1沿着iu1、ju1、ku1的分量；所述坐标系su1的原点为蜗杆接触迹线的法平面与蜗杆接触迹线的法向等距曲线的交点，z轴为圆弧等距螺旋线在接触点处的切线，x轴为给定的法向方向，y轴垂直于z轴与x轴构成的平面。
15、其中，ru2为蜗轮齿廓曲线中x轴、y轴、z轴的单位矢量；xu2、yu2、zu2分别代表ru2沿着iu2、ju2、ku2的分量；所述坐标系su2的原点为蜗轮接触迹线的法平面与蜗轮接触迹线的法向等距曲线的交点，z轴为圆弧等距螺旋线在接触点处的切线，x轴为给定的法向方向，y轴垂直于z轴与x轴构成的平面。
16、进一步，蜗杆和蜗轮的齿廓曲面由法平面的齿廓曲线沿着蜗杆和蜗轮的接触迹线的法向等距曲线、蜗杆接触迹线的法向等距曲线为法向等距曲线)下沿着各坐标轴的分量；h1为蜗杆接触迹线到其法向等距曲线为蜗杆齿面上接触迹线在啮合点处给定法线的单位矢量在蜗杆坐标系s1:(o1；x1,y1,z1)下沿各坐标轴的分量；
20、蜗轮接触迹线为法向等距曲线)下沿着各坐标轴的分量；h2为蜗轮接触迹线到其法向等距曲线为蜗轮齿面上接触迹线在啮合点处给定法线的单位矢量在蜗轮坐标系s2(o2；x2,y2,z2)下沿各坐标轴的分量。
23、进一步，蜗杆的齿廓曲面方程在蜗杆坐标系s1(o1；x1,y1,z1)中可以表述为：
25、其中，ri为蜗杆齿廓曲面；xi、yi、zi为蜗杆齿廓曲面方程在蜗杆坐标系s1:(o1；x1,y1,z1)下沿x1、y1、z1轴的分量；i1、j1、k1为在蜗杆坐标系s1:(o1；x1,y1,z1)下沿x1、y1、z1轴的单位矢量；m1u为坐标系su1到坐标系s1的坐标转换矩阵；ru1为蜗杆齿廓曲线、进一步，蜗轮的齿廓曲面方程在蜗轮坐标系s2(o2；x2,y2,z2)中可以表述为：
28、其中，rii为蜗轮齿廓曲面；xii、yii、zii为蜗轮齿廓曲面方程在蜗轮坐标系s2(o2；x2,y2,z2)下沿x2、y2、z2轴的分量；i2、j2、k2为在蜗轮坐标系s2(o2；x2,y2,z2)下沿x2、y2、z2轴的单位矢量；m2u为坐标系su2到坐标系s2的坐标转换矩阵；ru2为蜗轮齿廓曲线、进一步，所述环面蜗杆和蜗轮之间啮合的公法线与接触迹线和接触迹线给定的法向矢量重合。
30、进一步，所述环面蜗杆与蜗轮之间啮合，形成三种点接触形式为凸-凸接触、凸-平接触以及凸-凹接触。
31、本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，该啮合副具有承载能力大，且重合度大，传动平稳性好，误差适应性好以及跑合性能良好的特点。环面蜗杆蜗轮啮合副便于加工，能够有效提升加工效率，容易在啮合齿面间形成动压油膜，延长蜗轮蜗杆的常规使用的寿命。具有多种点接触形式，能够很好的满足高速，重载，高效率等传动要求，适合使用的范围广。
2.根据权利要求1所述的基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，其特征是：蜗杆接触迹线为一条环面螺旋线，其具有圆弧等距的特性，其在蜗杆坐标系s1:(o1；x1,y1,z1)下的曲线所述的基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，其特征是：蜗轮接触迹线)下的曲线所述的基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，其特征是：蜗杆的齿廓曲线在法平面内可以表述为：
本发明公开了一种基于曲线共轭的对构环面蜗杆蜗轮啮合副，包括相互点接触的蜗轮和环面蜗杆；环面蜗杆齿面上由连续啮合点组合成的接触迹线Гsubgt;1/subgt;为空间上具有圆弧等距特性的环面螺旋线；蜗轮上由连续的啮合点组合成的接触迹线Гsubgt;2/subgt;为Гsubgt;1/subgt;的共轭曲线。所述蜗轮齿廓和蜗杆齿廓在接触迹线任一点的法平面内。蜗轮齿廓和蜗杆齿廓不固定，可以构造凸‑凸、凸‑平和凸‑凹三种接触形式。本发明的啮合副继承了共轭曲线点啮合的啮合特性，齿面接触为点接触，误差敏感性低；此外，具有圆弧等距特性的环面蜗杆加工工艺性好，传动副多齿接触、承载能力高、传动平稳。
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