蝸杆

蝸杆

交錯軸齒輪副的齒輪
蝸杆是指具有一個或幾個螺旋齒,并且與蝸輪齧合而組成交錯軸齒輪副的齒輪。其分度曲面可以是圓柱面,圓錐面或圓環面。蝸杆傳動是由蝸杆和蝸輪組成的,用于傳遞交錯軸之間的運動和動力,通常兩軸交錯角為90°。它可在車床上用直線刀刃的單刀(當導程角γ≤3°時)或雙刀(當γ>3°時)車削加工。漸開線蝸杆(ZI蝸杆)這種蝸杆的端面齒廓為漸開線(圖),所以它相當于一個少齒數(齒數等于蝸杆頭數)、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。
    中文名:蝸杆 外文名: 别名: 特點:具有一個或幾個螺旋齒 分度曲面:圓柱面,圓錐面或圓環面 性質:與蝸輪齧合組成軸齒輪副的齒輪

圓柱蝸杆

概述

普通圓柱蝸杆的齒面(除ZK型蝸杆外)一般是在車床上用直線刀刃的車刀車制的。根據車刀安裝位置的不同,所加工出的蝸杆齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。

傳動結構

蝸杆傳動是由蝸杆和蝸輪組成的,用于傳遞交錯軸之間的運動和動力,通常兩軸交錯角為90°。在一般蝸杆傳動中,都是以蝸杆為主動件。

從外形上看,蝸杆類似螺栓,蝸輪則很象斜齒圓柱齒輪。工作時,蝸輪輪齒沿着蝸杆的螺旋面作滑動和滾動。為了改善輪齒的接觸情況,将蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形,使之将蝸杆部分包住。這樣蝸杆蝸輪齧合時是線接觸,而不是點接觸。

蝸杆分類

概述

根據不同的齒廓曲線,普通圓柱蝸杆可分為阿基米德蝸杆(ZA蝸杆)、

漸開線蝸杆(ZI蝸杆)、

法向直廓蝸杆(ZN蝸杆)

和錐面包絡圓柱蝸杆

(ZK蝸

杆)等四種。GB10085-88推薦采用ZI蝸杆和

ZK蝸杆兩種。現将上述四種普通圓柱蝸杆傳動所用的蝸杆及配對的蝸輪齒形分别介紹于後:

圓柱蝸杆的加工方法:

旋風切削蝸杆

阿基米德蝸杆

阿基米德蝸杆(ZA蝸杆)這種蝸杆,在垂直于蝸杆軸線的平面(

即端面)上,齒廓為阿基米德螺旋線(圖阿基米德蝸杆),在包含軸線的平面上的齒廓(即軸向齒廓)為直線,其齒形角α0=20°。它可在車床上用直線刀刃的單刀(當導程角γ≤3°時)或雙刀(當γ>3°時)車削加工。安裝刀具時,切削刃的頂面必須通過蝸杆的軸線,如圖阿基米德蝸杆所示。這種蝸杆磨削困難,當導程角較大時加工不便。見動畫

法向直廓蝸杆

法向直廓蝸杆(ZN蝸杆)這種蝸杆的端面齒廓為延伸漸開線(圖<

法向直廓蝸杆>;),法面(N-N)齒廓為直線。ZN蝸杆也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。刀具的安裝形式如圖<;法向直廓蝸杆>;所示。這種蝸杆磨削起來也比較困難。見動畫

漸開線蝸杆

漸開線蝸杆(ZI蝸杆)這種蝸杆的端面齒廓為漸開線(圖<;漸開線蝸杆>),所以它相當于一個少齒數(齒數等于蝸杆頭數)、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。ZI蝸杆可用兩把直線刀刃的車刀在車床上車削加工。刀刃頂面應與基圓柱相切,其中一把刀具高于蝸杆軸線,另一把刀具則低于蝸杆軸線,如圖<;漸開線蝸杆>;所示。刀具的齒形角應等于蝸杆的基圓柱螺旋角。這種蝸杆可以在專用機床上磨削。見動畫

錐面包絡圓柱蝸杆

錐面包絡圓柱蝸杆(ZK蝸杆)這是一種非線性螺旋曲面蝸杆。它不能在車床上加工,隻能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時,除工件作螺旋運動外,刀具同時繞其自身的軸線作回轉運動。這時,銑刀(或砂輪)回轉曲面的包絡面即為蝸杆的螺旋齒面(圖<;錐面包絡圓柱蝸杆>;),在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線(圖<;錐面包絡圓柱蝸杆>;)。這種蝸杆便于磨削,蝸杆的精度較高,應用日漸廣泛。

至于與上述各類蝸杆配對的蝸輪齒廓,則完全随蝸杆的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸杆和蝸輪能正确齧合,切削蝸輪的滾刀齒廓,應與蝸杆的齒廓一緻;深切時的中心距,也應與蝸杆傳動的中心距相同。

頭數選擇

選擇蝸杆頭數z1時,主要考慮傳動比、效率和制造三個方面

從制造方面,頭數越多,蝸杆制造精度要求也越高

從提高效率看,頭數越多,效率越高;若要求自鎖,應選擇單頭

從提高傳動比方面,應選擇較少的頭數;

在動力傳動中,在考慮結構緊湊的前提下,應很好地考慮提高效率。當i傳動比較小時,宜采用多頭蝸杆。而在傳遞運動要求自鎖時,常選用單頭蝸杆。

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