[其他]諧波齒輪的電化學修形

在審

• 申請號: 101985000002760
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102760B
• 公開（公告）日: 1988-08-24
• 發明（設計）人: 周錦進;李有年;徐忠躍;劉愛華
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 關慧貞;候明遠

本工藝采用電解拋光原理對諧波齒輪進行齒向修形、齒形修緣。用一板狀環形陰極。使齒輪（柔輪或鋼輪）牙齒產生選擇性陽極溶解，達到所需要的修形形狀。當采用板狀環形陰極（或工件）旋轉時，效果最佳。經修形的諧波齒輪，齒面光潔度可提高１～２級，減少干涉。可提高傳動效率５％～１０％。

本發明涉及齒輪，尤其是諧波齒輪的電化學修形方法及裝置。

諧波齒輪傳動，由于它具有結構簡單，重量輕，傳動比大，承載能力高等特點，已逐步得到應用。但是，目前存在的主要問題之一是傳動效率低。其原因有兩個方面，一方面柔輪在發生器作用下發生變形時，牙齒的變形量不一致。根據諧波齒輪計算數據與實驗結論得知，變形量小的牙齒易出現齒頂干涉，使轉動效率降低。

另一方面是由于采用了近似齒形。目前較普遍的是采用漸開線齒形作為諧波齒輪傳動的近似齒形。齒形誤差也使諧波齒輪傳動發生干涉。還有機械加工中產生的毛刺等等因素，都加劇了牙齒的磨損。

目前國內外尚不能實現對諧波齒輪牙齒進行修形。只是采用加強跑合、充分潤滑的手段解決。但效果并不明顯，對常用的7～8級精度的齒輪，傳動效率也只有75%～80%之間。從而限制了它的使用。為解決以上問題，我們研究出如下解決辦法：

1.將電解拋光原理用于齒輪修形上。對柔輪（或剛輪、或同時對柔輪、剛輪）進行齒向修形（修成鼓形）、齒頂修緣。圖1、圖2、圖3分別為諧波齒輪傳動中柔輪牙齒的齒形方向、齒向方向、齒頂方向的局部視圖。實線為修形前形狀，虛線為修形后形狀（圖中作了夸大處理）。目的在于避免齒頂干涉，使牙齒載荷均勻。

2.采用電解拋光原理去除機械加工產生的毛刺，提高齒面光潔度。目的在于降低摩擦系數、減少磨損、提高傳動效率。

以諧波齒輪柔輪修形為例。

圖4為柔輪修形的裝置圖。與柔輪6上的牙齒部位（圖中13所指部位）相對應安裝一板狀環形陰極10，環內表面與柔輪齒頂相距5～8毫米，環高與齒寬相等。可以用厚1～2毫米的不銹鋼板焊接。也可以采用車床車削而成。柔輪通過軸7、軸承5、銅片4接直流電源正極。板狀環形陰極10通過不銹鋼導電柱1接直流電源負極。然后將該裝置放在濃H₂SO₄和濃H₃PO₄混合液中（體積比為1∶1）電解拋光。圖5a為齒向方向柔輪牙齒相對應的板狀環形陰極之間電力線分布圖。圖5b為齒形方向的電力線分布圖（圖5a與b由電場模擬實驗測得）。由圖5可知，牙齒兩端電力線比中部密集，齒頂電力線比齒面密集。根據陽極溶解原理，電力線密集處，去除速度快。從而可以形成圖5中虛線的形狀。在電解液加熱到65℃～75℃，電流密度為50安培/（分米）²，時間約3～5分鐘后，可獲得較好的拋光修形效果。同時，機械加工后的毛刺可以全部去除干凈。

為防止板狀環形陰極的幾何形狀誤差影響修形精度，將工件按圖4裝置做成回轉式。柔輪通過軸7軸承5用電機（或通過減速器）以每分鐘10～15轉的轉速回轉。圖中2為定位、絕緣板，可用玻璃鋼制作。8為壓緊螺母。柔輪通過螺母9壓緊。11為密封板，以防溶液進入柔輪內腔。12為密封板的壓緊螺釘。14為絕緣層，可用玻璃絲套裝在導電柱上。

效果

1.可使齒面光潔度提高1～2級。去除機械加工毛刺。

2.齒向可修成“鼓”形，齒頂可以修緣。修形量可以用環形陰極形狀（例如采用圓柱形或圓錐形）及極間間隙控制。

3.傳動效率可提高5～10%。