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1、蜗轮蜗杆的测绘一、蜗轮、蜗杆齿轮的功用与结构蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角工丐0。其优点 是传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自锁；缺点是当蜗杆头数较少时，传动 效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆 柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽、轮齿、齿槽等组成。根据结构形式的不同，齿轮上常 常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板、轮辐等结构。按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔 板式、轮辐式等多种型式。蜗杆的结构和轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺
2、纹及阶梯端面等所组成。蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分，单头蜗杆的 自锁性能好、易加工，但传动效率低。由于圆柱蜗杆工艺性好，尤其是阿基米德圆杆蜗杆，因此，圆柱蜗杆获得了广泛应用。二、普通圆柱蜗轮、蜗杆的测绘步骤蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传动 方面的知识。同时应合理选择测量工具及必要的检测仪器，掌握正确的测量方法，并对所测 量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数ma （即蜗轮端面模数mt），蜗杆的直径系 数q和导程角Y（即蜗轮的螺旋角B）。下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测
3、绘为例，说明标准蜗轮蜗 杆的基本测绘步骤。1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸 线。3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。4. 测量出蜗杆齿顶圆直径da蜗轮喉径dai和蜗轮齿顶外圆直径dae。5. 在箱体上测量出中心距a。m眼6. 确定蜗杆轴向模数ma （即涡轮端面模数mt）7. 确定蜗杆的导程角Y（蜗轮的螺旋角B），并判定Y及B的方向。根据计算公式 tg Y = zima/ d因d = dai-2ma贝Y = tg-1zima / （dai-2ma）8. 确定蜗杆直径系数q*根据计算公式q = di
4、/ ma或q =匕/ tg Y计算出q值，且应按标准系列选取与其相近的标 准数值。9. 根据计算公式，计算出其它各基本尺寸，如齿根圆直径df1、d齿顶高ha1、ha2，齿根高hf1、hf2等。10. 所得尺寸必须与实测中心距a核对，且符合计算公式：a = ma / 2 （q+z2）11. 测量其它各部分尺寸，如毂孔直径、键槽尺寸等。12. 根据使用要求，确定蜗轮、蜗杆的精度，一般为79级。13. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。14. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。15. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。三、普通圆柱蜗杆、蜗轮的测绘1. 几何参数的测量（
5、1）蜗杆头数z1齿数）、蜗轮齿数z2目测确定z1，并数出z2。（2）蜗杆齿顶圆及蜗轮喉圆直径da1，da2可用高精度游标卡尺或千分尺直接测量，用游标卡尺测量蜗轮喉圆直径da2的方法如图 8-16所示。测量时，可在三、四个不同直径位置上进行，取其中的最大值。当蜗轮齿数为偶 数时，齿顶圆直径就是将卡尺的读数减去两端量块高度之和，当蜗轮的齿数为奇数时，可按 圆柱齿轮奇数齿所介绍的方法进行。（3）蜗杆齿高hl蜗杆齿高hl可按以下方法测量： 用高精度游标卡尺的深度尺或其他深度测量工具直接测量蜗杆齿高，如图8-17所示。图8-16蜗轮喉圆直径da2的测量图8-17蜗杆齿高、的测量 用游标卡尺测量蜗杆的齿顶
6、圆直径dj 和蜗杆齿根圆直径dfi，并按下式计算：h= d12（4）蜗杆轴向齿距pz npzv!测量蜗杆轴向齿距p可以用直尺或游标卡尺在蜗杆的齿顶圆柱上沿轴向直接测量，如图8-18所示。为了精确起见，最好多跨几个轴 向齿距，然后将所测得的数除以跨齿数，就是蜗杆的轴向齿距。(5) 蜗杆齿形角a蜗杆齿形角可用角度尺或齿形样板在蜗杆的轴向剖面和法向剖面内测量，将两个剖面 的数值都记录下来，作确定参数时的参考。也可以用不同齿形角的蜗轮滚刀插入齿部作比较 来判断。(6) 蜗杆副中心距和图8-18蜗杆轴向齿距的测量蜗杆副中心距的测量对蜗杆传动啮合参数的确定以及对校核所定参数的正确性都是很 重要的。因此，应
7、该仔细测量，力求精确。需要注意的是：只有当根据测绘的几何参数所计 算出来的中心距与实测的中心距疽相一致时，才能保证蜗杆传动的正确啮合。测量中心距时，可利用设备原有的蜗杆和蜗轮轴，清洗后重新装配进行测量。测量时首先要测量这些轴的本身尺寸(D ，D2)与形位公差，以便作为修正测量结果的参考。常用的测量方法有： 用高精度游标卡尺或千分尺，测出两轴外侧 间的距离L，如图8-19所示，并按下式计算中心 距：a = L - D1+D22 用内径千分尺测出两轴内侧间的距离M， 如图8-20所示，并按下式计算中心距。a = M + D2 当中心距不大，用上述方法测量有困难时，图8-19测蜗杆蜗轮轴外侧间的距离
8、L 并按下式计算中心距。图8-20测蜗杆蜗轮轴内侧间的距离L图8-21用量块测量两轴内侧间的距离可用量块测量两轴内侧间的距离K，如图8-21所示，a = K +D + D122在划线平台上测出L1及L2,如 图8-22所示，再分别测出蜗杆、蜗轮轴 径D1，D2，并按下式计算中心距：T, T, D , Da = L _ L _ i +22. 基本参数的确定(1)蜗杆齿面齿形的判别普通圆柱蜗杆根据齿面齿廓曲线的 不同分为阿基米德蜗杆(ZA)、法向直廓 蜗杆(ZN)、渐开线蜗杆(ZI)和锥面包络 蜗杆(ZK)等四种。测量时以直廓样板进 行试配。当蜗杆轴向齿形是直线齿廓时， 该蜗杆为阿基米德蜗杆。图8
9、-22在平台上测蜗轮蜗杆轴线间的距离当蜗杆法向齿形是直线齿廓时，该蜗杆为法向直廓蜗杆传动。 当蜗杆在某一基圆柱的切面上剖切齿形是直线齿廓时，该蜗杆为渐开线蜗杆传动。 当以直廓样板试配的过程中与上述三种类型不符，蜗杆轴向或法向齿廓也不呈中凹， 就应该考虑是否属于锥面包络蜗杆。在缺乏条件的情况下测绘，要准确判断蜗杆齿形是很困难的，所以对要求保证传动精度 的蜗杆副的更换，建议采用成对更换的方法。(2) 模数确定蜗杆的模数有四种方法。 可根据测量的蜗杆轴向齿距pz查表8-2来确定， 根据计算公式h = 2.2ma，贝表8-2 蜗杆轴向齿距pz、模数m和齿距对照表pz/mmm/mmpz/mmm/mm3.
10、142115.8705.0533.1751.01115.9505.0803.3251.05817.4605.5593.6271.15518.85063.9901.27019.0506.0644.4331.41119.9506.3504.7124.7634.9875.7006.2836.3506.6507.2547.8547.9387.9808.8569.4259.5259.9751111.11011.40012.57012.70013.30014.14014.29015.7101.5001.5161.5881.81422.0212.1162.3092.5002.5272.5402.82233.
11、0323.1753.5003.5373.62544.0434.2334.5004.548520.64021.99022.22022.80023.81025.13025.40026.50026.99028.27028.58029.02030.16031.42031.75031.92033.34034.93035.47036.51037.70038.10039.90041.2706.56977.0747.2577.58088.0858.4678.59099.0959.2369.0611010.10610.15910.612 11.117 11.289 11.6221212.127 12.700 1
12、3.138如图8-17所示，用游标卡尺的深度尺或其他测量工具直接量得h,则ma即可算出。 根据计算公式dai= mt(z2+2)，贝m = m =t a z + 2 如图8-18所示，用钢直尺测量蜗杆的轴向齿距pz，根据计算公式pz= man，则mN以上四种方法求出的ma，均应按标准模数系列选取与其相近的标准模数。如果计算结果与标准的模数不相符，那么这个蜗轮可能是变位的蜗轮，需要进一步确定 变位系数X2O(3) 压力角a国家标准对普通圆柱蜗杆的压力角规定为:阿基米德蜗杆轴向压力角取标准值aa=20, 法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆、锥面包络蜗杆的法向压力角取标准值=20。3(4) 蜗杆分度圆直径d1
13、n为使蜗轮滚刀标准化，蜗杆直径d1值必须标准化，测绘时应该注意这一点。具体系列请 参看有关手册。(5) 齿顶高系数ha*、顶隙系数c*在测得全齿高h和模数m后，一般可先试取齿顶高系数ha* = 1,顶隙系数c* =0.2, 按公式hl=2ha*ma+c*ma核算所得数值。如果斗乏外，说明齿顶高系数ha*和顶隙系数c*取 值不正确，应当重新确定。我国规定ha*=1，导程角丫30。时，为满足高速重载传动的需要，可采用短齿制，取 ha1* = 0.8。对渐开线蜗杆、蜗轮可分别取为ha1* = 1，ha2* = 2cosY-1。3为保证蜗轮滚刀的寿命，c*值可能大于0.2,某些特殊传动要求c*值小于0.2,因此国 家标准规定c*=0.2，但还可在0.150.35之间取值。重新选取ha*和c*后，再用的计算公式核算，直到测得的值h与计算值hl相符，即 可最后确定h *和c*a
