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1、蜗杆基础知识一、 蜗杆的分类二、 蜗杆传动的特点1 传动平稳，振动、冲击和噪声均很小。2 能以单级传动获得较大的传动比，结构紧凑。3 蜗杆螺牙与蜗轮齿面间啮合摩擦损耗较大，因此传动效率要比齿轮传动低，且容易导致发热和出现温升过高现象。蜗轮也较容易磨损。4 失效形式：蜗杆传动的失效形式和齿轮传动类似，也有齿面点蚀、磨损、胶合，以及轮齿的弯曲折断。其中尤以点蚀和磨损最易发生，胶合现象也常出现。这是由于蜗杆传动啮合效率低，滑动速度较大，而当润滑不良时容易发热等原因引起，蜗轮轮齿的弯曲折断也偶有所见，这往往是由于齿面磨损过大齿厚减薄过多或是安装不良造成严重偏载所致。5 由于蜗杆传动啮合摩擦较大，且由于
2、蜗轮滚刀的形状尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同，被加工出的蜗轮齿形难以和蜗杆齿精确共轭，必需依靠运转跑合才渐趋理想；因此蜗轮副的组合必需具有良好的减磨和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮通常采用青铜或铸铁做齿圈，并尽可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相配。也正因如此，蜗轮轮齿的强度和硬度远不如蜗杆，且蜗杆螺牙成螺旋状，强度较大，因此蜗轮轮齿是两者中的薄弱环节。 如果在设计中能合理地选择齿形和传动参数，采用良好的润滑方式和散热措施，选用抗磨和抗胶合地润滑油，选配适当的材料组合以及提高加工和安装精度，则上述地失效情况可以得到改善和避免。三、 普通圆柱蜗杆普通圆柱蜗杆的齿形多用成形线为直线的刀具加工而成。由于刀
3、具安装的方位不同，生成的螺旋面在不同截面中的齿廓曲线形状也不同。按蜗杆齿廓曲线的形状，普通圆柱蜗杆可以分为以下几种：1. ZA阿基米德圆柱蜗杆蜗杆齿面为阿基米德螺旋面，端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴向齿廓为直线，法向齿廓为凸廓曲线。相配的蜗轮齿廓为渐开线，其啮合类似于渐开线斜齿圆柱齿轮与齿条的啮合。轴向齿形角x20优点：这种蜗杆可以用直刃车刀在车床上加工，车刀直线刀刃位于蜗杆轴平面内，因此对刀容易。缺点：难以用直廓砂轮磨削出精确齿形，不便采用硬齿面工艺，因此齿的精度和表面粗糙度均受到限制，影响效率的提高。车刀两侧的切削条件不一样，当导程角较大时，径向车削也较困难。ZA蜗杆已经很少使用。2. ZN
4、法向直廓圆柱蜗杆蜗杆齿廓在法向截面中为直线，在轴向截面中微呈凹形曲线，在端截面中，齿廓理论上为延伸渐开线。切削蜗杆时，直线刃成型刀具所在的平面垂直于通过分度圆柱上齿槽或齿厚中点处的螺旋线，并在该点于蜗杆轴线倾斜一个分度圆导程角。在通过分度圆柱齿槽或齿厚中点处的法向截面中，其相应的齿廓为直线。法向齿形角n20优点：刀具法向放置，车刀的两条切削刃都有合理的前角和后角，改善了切削条件，有利于切削导程角大的蜗杆，尤其是多头蜗杆。缺点：车刀直线刀刃位于蜗杆齿槽中点法截面中，因此对刀困难。并且难以用磨削法加工出高精度的蜗轮滚刀。3. ZI渐开线圆柱蜗杆蜗杆齿面为渐开线螺旋面，端面齿廓为渐开线，在切于基圆柱
5、的轴截面内，齿廓一侧为直线，另一侧为凸形曲线。渐开线蜗杆可视作一个齿数等于蜗杆头数的大螺旋角(b90-b)斜齿圆柱齿轮，因此蜗杆不仅可以车削，还可以像圆柱齿轮那样用齿轮滚刀滚削，并可用单面或单锥面砂轮磨削，制造精度较高，适用于成批生产和大功率传动。这是普通圆柱蜗杆传动中较理想的传动，传动效率也较高。缺点：车刀直线刀刃位于蜗杆基圆柱切平面内，对刀困难；蜗杆两侧面分别用两把车刀加工，生产率低。法向齿形角n204. ZK锥面包络圆柱蜗杆蜗杆螺旋面由锥面盘状铣刀或砂轮包络而成。蜗杆轴线与刀具轴线在空间交错成分度圆柱导程角，包络形成的螺旋面是非线性的，齿廓在各个截面均呈曲线形状。齿形曲线的形状不仅和蜗杆
6、几何参数有关，而且随刀盘直径的大小而变锥形盘状刀具的产形线是直线，刀具易于制造、刃磨、整修及检验，也使得蜗杆的磨削及相应蜗轮滚刀的磨削较容易。锥形刀具的产形角0205.不同类型的蜗杆与其相应的蜗轮组成不同类型的蜗轮蜗杆传动，理论上切削蜗轮的滚刀的参数和形状必需和工作蜗杆完全一致，滚铣中心距也应和传动的中心距相同，事实上，由于制造误差，以及保留蜗轮滚刀刃磨余量而稍微加大了直径尺寸等原因，切出的蜗轮齿形不可能与蜗杆齿形精确啮合，必需依靠装配后的跑合来改善和适应。四、 圆柱蜗杆的检测蜗杆相当于齿数等于头数的齿轮，因此，其计算和测量都和齿轮类似，一般测量其导程、齿顶圆直径、齿根圆直径、接触斑点，小模数蜗杆可以测量M值，大模数蜗杆测量齿厚1. 导程：模数制蜗杆 L=Mx头数径节制蜗杆 L25.4头数DP2. 弦齿高弦齿厚：测量用的弦齿高和弦齿厚由图纸给出。小模数的蜗杆测量齿厚的误差较大，且与齿顶圆的公差有关。3. 跨棒距：测量M值需使用三针测量，不太方便。4. 齿形齿向：用专用设备测量。5. 接触斑点和中心距及侧隙：用啮合仪检测。6. 齿根圆直径：按图纸尺寸换算成倾斜方向的尺寸，或测量齿高。
