球面蝸桿

蝸桿齒面由一與蝸桿斜交的直線作母線相對(duì)蝸桿作圓弧螺旋運(yùn)動(dòng)形成的，是一種不可展曲面，無法用通常的方法磨削，為了使齒部達(dá)到一定的硬度，一般先將蝸桿進(jìn)行中硬調(diào)質(zhì)處理，后用特殊車刀車削形成，蝸桿還必須進(jìn)行”修形”。2100433B

球面蝸桿其蝸桿齒面是以一個(gè)平面為母面，通過相對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)，包絡(luò)出環(huán)面蝸桿的齒面，再以蝸桿的齒面為母線，通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)包絡(luò)出蝸輪的齒面，稱為平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副。包括PWU，PWO，PWS型三種形式，適用于冶金，礦山，起重，運(yùn)輸，石油，化工，建筑等行業(yè)機(jī)械設(shè)備的減速傳動(dòng)。傳統(tǒng)的蝸桿有自鎖蝸桿，傳動(dòng)效率0.4-0.45；單頭蝸桿，傳動(dòng)效率0.75--0.85；雙頭蝸桿，傳動(dòng)效率0.75--0.82；四頭蝸桿，傳動(dòng)效率--0.85--0.92。球面蝸桿傳動(dòng)效率很高，和四頭蝸桿相似，可以達(dá)到0.85--0.95，在蝸桿中傳動(dòng)效率算是比較高的。而且結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但加工難度大、裝配技術(shù)要求高。如設(shè)計(jì)計(jì)算、加工裝配均得當(dāng)者,承載能力約比普通蝸輪副提高3一4倍。否則只提高1.4~2.0倍,因生產(chǎn)成本高而得不償失。

蝸桿概述

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(dòng)所用的蝸桿及配對(duì)的蝸輪齒形分別介紹于后：圓柱蝸桿的加工方法：旋風(fēng)切削蝸桿

蝸桿阿基米德蝸桿

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1），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(shí)）或雙刀（當(dāng)γ>3°時(shí)）車削加工。安裝刀具時(shí)，切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線，如圖1所示。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。見動(dòng)畫

蝸桿法向直廓蝸桿

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2），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2所示。這種蝸桿磨削起來也比較困難。見動(dòng)畫

蝸桿漸開線蝸桿

漸開線蝸桿（ZI蝸桿）　這種蝸桿的端面齒廓為漸開線，所以它相當(dāng)于一個(gè)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。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(jī)床上磨削。

蝸桿錐面包絡(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(shí)，除工件作螺旋運(yùn)動(dòng)外，刀具同時(shí)繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，銑刀（或砂輪）回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線。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(duì)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(jī)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(shí)的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動(dòng)的中心距相同。

蝸桿概述

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。

蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90°。在一般蝸桿傳動(dòng)中，都是以蝸桿為主動(dòng)件。從外形上看，蝸桿類似螺栓，蝸輪則很像斜齒圓柱齒輪。工作時(shí)，蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動(dòng)和滾動(dòng)。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(shí)是線接觸，而不是點(diǎn)接觸。

圓柱蝸桿傳動(dòng)是蝸桿分度曲面為圓柱面的蝸桿傳動(dòng)。其中常用的有阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)和圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)。

①阿基米德蝸桿的端面齒廓為阿基米德螺旋線，其軸面齒廓為直線。阿基米德蝸桿可以在車床上用梯形車刀加工，所以制造簡(jiǎn)單，但難以磨削，故精度不高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿與蝸輪齒面的接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角很小，不易形成潤(rùn)滑油膜，故承載能力較低。

②弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動(dòng)。在這種傳動(dòng)中，接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角較大，故易于形成潤(rùn)滑油膜，而且凸凹齒廓相嚙合，接觸線上齒廓當(dāng)量曲率半徑較大，接觸應(yīng)力較低，因而其承載能力和效率均較其他圓柱蝸桿傳動(dòng)為高 。