蜗杆

蜗杆是指具有一个或几个螺旋齿,并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副的齿轮。其分度曲面可以是圆柱面,圆锥面或圆环面。蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的,用于传递交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90°。它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角γ≤3°时)或双刀(当γ>3°时)车削加工。渐开线蜗杆(ZI蜗杆)这种蜗杆的端面齿廓为渐开线(图),所以它相当于一个少齿数(齿数等于蜗杆头数)、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。

蜗杆圆柱蜗杆

蜗杆概述

普通圆柱蜗杆的齿面(除ZK型蜗杆外)一般是在车床上用直线刀刃的车刀车制的。根据车刀安装位置的不同,所加工出的蜗杆齿面在不同截面中的齿廓曲线也不同。
不同的加工方法加工出不同类型的蜗杆

蜗杆传动结构

蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的,用于传递交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90°。在一般蜗杆传动中,都是以蜗杆为主动件。
从外形上看,蜗杆类似螺栓,蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时,蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况,将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形,使之将蜗杆部分包住。这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触,而不是点接触。

蜗杆蜗杆分类

蜗杆概述

根据不同的齿廓曲线,普通圆柱蜗杆可分为阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)、
阿基米德蜗杆
渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、
渐开线蜗杆
法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)
和锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗
ZN蜗杆
杆)等四种。GB10085-88推荐采用ZI蜗杆和
ZK蜗杆两种。现将上述四种普通圆柱蜗杆传动所用的蜗杆及配对的蜗轮齿形分别介绍于后:
圆柱蜗杆的加工方法:
旋风切削蜗杆
旋风切削蜗杆

蜗杆阿基米德蜗杆

阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) 这种蜗杆,在垂直于蜗杆轴线的平面(
阿基米德蜗杆
即端面)上,齿廓为阿基米德螺旋线(图阿基米德蜗杆),在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线,其齿形角α0=20°。它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角γ≤3°时)或双刀(当γ>3°时)车削加工。安装刀具时,切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线,如图阿基米德蜗杆所示。这种蜗杆磨削困难,当导程角较大时加工不便。见动画

蜗杆法向直廓蜗杆

法向直廓蜗杆(ZN蜗杆) 这种蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线(图<
法向直廓蜗杆
法向直廓蜗杆>;),法面(N-N)齿廓为直线。ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工。刀具的安装形式如图<;法向直廓蜗杆>;所示。这种蜗杆磨削起来也比较困难。见动画

蜗杆渐开线蜗杆

渐开线蜗杆(ZI蜗杆) 这种蜗杆的端面齿廓为渐开线(图<;渐开线蜗杆>),所以它相当于一个少齿数(齿数等于蜗杆头数)、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。ZI蜗杆可用两把直线刀刃的车刀在车床上车削加工。刀刃顶面应与基圆柱相切,其中一把刀具高于蜗杆轴线,另一把刀具则低于蜗杆轴线,如图<;渐开线蜗杆>;所示。刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。这种蜗杆可以在专用机床上磨削。见动画

蜗杆锥面包络圆柱蜗杆

锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆) 这是一种非线性螺旋曲面蜗杆。它不能在车床上加工,只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。加工时,除工件作螺旋运动外,刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。这时,铣刀(或砂轮)回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面(图<;锥面包络圆柱蜗杆>;),在I-I及N-N截面上的齿廓均为曲线(图<;锥面包络圆柱蜗杆>;)。这种蜗杆便于磨削,蜗杆的精度较高,应用日渐广泛。
至于与上述各类蜗杆配对的蜗轮齿廓,则完全随蜗杆的齿廓而异。蜗轮一般是在滚齿机上用滚刀或飞刀加工的。为了保证蜗杆和蜗轮能正确啮合,切削蜗轮的滚刀齿廓,应与蜗杆的齿廓一致;深切时的中心距,也应与蜗杆传动的中心距相同。

蜗杆头数选择

选择蜗杆头数z1时,主要考虑传动比、效率和制造三个方面
应用于中段龙门铣床上的铜质蜗杆外缘
从制造方面,头数越多,蜗杆制造精度要求也越高
从提高效率看,头数越多,效率越高;若要求自锁,应选择单头
从提高传动比方面,应选择较少的头数;
在动力传动中,在考虑结构紧凑的前提下,应很好地考虑提高效率。当i传动比较小时,宜采用多头蜗杆。而在传递运动要求自锁时,常选用单头蜗杆。

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