在機械制造業(yè)中，過去廣泛采用阿基米德蝸桿來實現(xiàn)蝸桿傳動。隨著傳動技術的不斷發(fā)展，阿基米德蝸桿因承載能力有限、效率低、壽命短，已難以滿足高質量傳動的技術要求。目前工業(yè)發(fā)達國家已普遍采用傳動效率高、承載能力大的尼曼蝸桿副，而國內因制造水平的限制，尚未得到推廣應用。我廠借鑒國外先進技術，自行開發(fā)了硬齒面尼曼蝸桿副，并設計、制造了用于C8955鏟床的尼曼蝸桿齒面磨削裝置，解決了尼曼蝸桿副磨削效率低、質量不穩(wěn)定的加工難題。
　　1 尼里蝸桿的磨削原理
　　尼曼蝸桿齒面由旋轉的圓環(huán)面砂輪包絡成形，磨削加工時，砂輪與蝸桿的加工位置關系如圖1所示。
當砂輪沿蝸桿螺旋導程移動時，砂輪旋轉曲面的包絡面即在蝸桿上形成齒形螺旋面。蝸桿齒面可用坐標方程表示為
　　tanq=(Au-Pctggu-dcosb)/(acosb+(Auctggu+P)sinb)
　　x=(rsinq+d) cosbcosf+(rsinq+d)sinbsinfcosgu-(rcosq-a)sinfsingu+Aucosf
　　y=(rsinq+d)cosbsinf+(rsinq+d)sinbcosfcosgu-(rcosq-a)singucosf-Ausinf
　　z=(rsinq+d)sinbsingu+(rcosq-a)cosgu-Pf
　　式中：r——砂輪曲率半徑
　　Au——砂輪軸與蝸桿軸的初始中心距
　　gu——蝸桿節(jié)圓螺旋角
　　d——砂輪軸線到圓弧中心的距離
　　a——圓弧中心到，軸的距離
　　b——蝸桿軸線到圓弧中心的距離
　　p——螺旋參數(shù)
　　f——運動參數(shù)
　　b——砂輪參數(shù)
　　a——壓力角
　　2 磨削裝置及砂輪修整器的調整計算
　　尼曼蝸桿磨削裝置按蝸桿徑向修形原理設計．其結構如圖2所示。

　　
　　
　　根據(jù)蝸桿齒面方程式可計算出蝸桿齒形，將蝸桿參數(shù)輸入計算機，即可計算出法向和軸向齒形。磨削裝置及砂輪修整器的調整參數(shù)是根據(jù)我廠生產工藝及磨削試驗確定的。現(xiàn)舉例說明調整參數(shù)的計算方法。
　　已知蝸桿參數(shù)：Ms=6.5mm，Z1=3，a=22°，g=16.24°。計算過程如下：

　　砂輪安裝角W=g=16.24°；
　　砂輪(f150mm)端面對于砂輪安裝角回轉中心的偏移值e=r(1-cosa)，其中r=5.5Ms=34.45mm，可求出e=2.51mm；
　　砂輪軸與蝸桿軸的初始中心距Au=(dg+d u-2hf')/2，其中dg=67mm，hf'=hf-0.2=7.6mm，可求出Au=100.9mm；
　　修整砂輪圓弧的金剛筆刻度值R=r=34.45mm；
　　小滑架刻度尺調整值V=b+hf'，其中b=Rsina=12.905mm，可求出V=20.505mm；
　　大滑架刻度尺初始值D=du/2-V，其中du=150mm，可求出D=54.495mm;
　　砂輪圓弧曲率中心水平坐標刻度尺調整值A=Rcosa=34.45 ×22°=31.94mm。

　　根據(jù)上述計算結果即可調整磨削裝置和砂輪修整器的初始位置，然后啟動機床對蝸桿齒面進行磨削。
生產實踐證明，根據(jù)尼曼蝸桿嚙合原理和齒形曲面方程設計、制造的磨削裝置和砂輪修整器磨削出的蝸桿齒形完全符合齒形計算結果。該磨削裝置具有較高調整精度，其磨削效率可比采用常規(guī)磨削方法提高4倍以上，加工的尼曼蝸桿齒形精確、齒面硬度高、表面質蟹好。該磨削裝置的研制成功為尼曼蝸桿的高效加工及推廣應用創(chuàng)造了有利條件。