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

傳動結(jié)構(gòu)

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

從外形上看,蝸桿類似螺栓,蝸輪則很象斜齒圓柱齒輪。工作時,蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動和滾動。為了改善輪齒的接觸情況,將蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形,使之將蝸桿部分包住。這樣蝸桿蝸輪嚙合時是線接觸,而不是點接觸。

根據(jù)不同的齒廓曲線,普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿(ZA蝸桿)、漸開線蝸桿(ZI蝸桿)、法向直廓蝸桿(ZN蝸桿)和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK蝸桿)等四種。GB10085-88推薦采用ZI蝸桿和ZK蝸桿兩種。現(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動所用的蝸桿及配對的蝸輪齒形分別介紹于后:

圓柱蝸桿的加工方法:

阿基米德蝸桿

阿基米德蝸桿(ZA蝸桿) 這種蝸桿,在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上,齒廓為阿基米德螺旋線(圖阿基米德蝸桿),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(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時)或雙刀(當(dāng)γ>3°時)車削加工。安裝刀具時,切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線,如圖阿基米德蝸桿所示。這種蝸桿磨削困難,當(dāng)導(dǎo)程角較大時加工不便。

法向直廓蝸桿

法向直廓蝸桿(ZN蝸桿) 這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開線(圖<法向直廓蝸桿>;),法面(N-N)齒廓為直線。ZN蝸桿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<;法向直廓蝸桿>;所示。這種蝸桿磨削起來也比較困難。

漸開線蝸桿

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

錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK蝸桿) 這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車床上加工,只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(zhuǎn)運動。這時,銑刀(或砂輪)回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面(圖<;錐面包絡(luò)圓柱蝸桿>;),在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線(圖<;錐面包絡(luò)圓柱蝸桿>;)。這種蝸桿便于磨削,蝸桿的精度較高,應(yīng)用日漸廣泛。

至于與上述各類蝸桿配對的蝸輪齒廓,則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合,切削蝸輪的滾刀齒廓,應(yīng)與蝸桿的齒廓一致;深切時的中心距,也應(yīng)與蝸桿傳動的中心距相同。

從提高效率看,頭數(shù)越多,效率越高;若要求自鎖,應(yīng)選擇單頭

從提高傳動比方面,應(yīng)選擇較少的頭數(shù);

在動力傳動中,在考慮結(jié)構(gòu)緊湊的前提下,應(yīng)很好地考慮提高效率。當(dāng)i傳動比較小時,宜采用多頭蝸桿。而在傳遞運動要求自鎖時,常選用單頭蝸桿。