项目简介：平面二次包络环面蜗杆传动形成原理包括两次包络过程，第一次包络由具

有一倾斜角的刀具平面作母面，相对于蜗杆作一定的螺旋运动，按照包络原理形成蜗杆齿面。第二次包络以蜗杆螺旋齿面作为母面（滚刀），按照包络原理形成蜗轮齿面。形成的蜗轮齿面包括原接触面和新接触面，原接触面是母平面上的一部分，新接触面是新形成的一个曲面。平面二次包络环面蜗杆传动在啮合过程中具有瞬时双接触线和多齿啮合，故啮合区宽，接触线与相对滑动速度间的夹角大，综合曲率半径大，有利于形成动压润滑油膜，从而减小噪音和磨损，增长蜗杆副的使用寿命。

平面二次包络环面蜗杆传动在冶金、造船、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、兵器工业、建筑机械等都有很高的声誉和广泛的应用，尤其是在轧钢、有色冶金、选矿洗煤、舰艇、船用辅机、橡胶轮胎硫化机、电梯曳引机和室外施工电梯等都已成为必选产品。传动中由于蜗轮轮齿采用对偶加工法展成，即采用和蜗杆的螺旋齿面理论上一致的蜗轮滚刀来加工蜗轮，所以蜗轮滚刀的精度直接影响着的蜗轮的精度。可转位镶齿式蜗轮滚刀加工蜗轮，不仅能提高精度，而且能提高加工效率。可见，不仅可转位镶齿式蜗轮滚刀具有广阔的市场前景，而且也可进一步推动平面二次包络环面蜗杆传动的应用，带来更巨大的经济效益和社会效益。

项目成果提出一种可转位镶齿式平面二次包络环面蜗杆传动蜗轮滚刀及其结构设计。建立了基于微分几何及啮合理论的可转位镶齿式平面二次包络环面蜗杆传动蜗轮滚刀前刀面、主后刀面和副后刀面齿廓的螺旋面方程。推导出啮合方程、接触线方程、一类和二类界限曲线方程、诱导法曲率、滚刀齿廓甲螺旋面、乙螺旋面方程，滚刀齿顶和齿根圆弧方程；推导前刀面、主后刀面和副后刀面的曲面方程；根据前刀面和主后刀面方程求解获得滚刀的主切削刃曲线方程，分别求解滚刀齿廓甲螺旋面、乙螺旋面和前刀面方程，得到刀具的两个副切削刃曲线方程。

完成了蜗轮滚刀的结构设计。根据平面二次包络环面蜗杆传动的啮合特点，确定可转位镶齿式蜗轮滚刀的齿顶圆弧半径、工作部分长度、节圆齿厚、齿顶圆齿厚和工作半包角等主要参数。提出可控精度的蜗轮滚刀三维曲面建模，建立蜗轮滚刀三维实体的精确模型。根据平面二次包络环面蜗杆传动的特点，基于主切削刃和副切削刃曲线方程和Matlab 分析软件，提出可控精度的蜗轮滚刀三维曲面建模方法，针对具体的传动参数，建立其三维实体模型。

根据加工仿真得到的数控程序，进行蜗轮滚刀的实际数控加工和装配，完成可转位镶齿式蜗轮滚刀的加工精度分析。