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圆弧蜗杆传动种类及平面二次包络环面蜗杆传动特点比较
来源:德州红日传动 admin 点击:100 发布时间:2012-6-1 8:35:00
 

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。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)、渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)和锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)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:
  阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) 这种蜗杆,在垂直于蜗杆轴线的平面(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
  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
  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
  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。
平面二次包络环面蜗杆副的形成过程主要包括两次包络运动,第一次包络运动是以一个平面齿蜗轮的齿面为母面与蜗杆以一定的相对运动包络出蜗杆的螺旋齿面;第二次包络运动是以第一次包络运动形成的螺旋曲面为母面与蜗轮通过共轭运动包络出蜗轮齿面。这样形成的运动副在啮合过程中具有以下特点:

1、蜗杆轴向齿廓呈弧形分布,同时接触齿数3-7个。

2、蜗杆齿面经硬化处理后精确磨削而成,齿面硬度HRC≥50,粗糙度Ra≤0.8。

3、加工工艺过程与成形原理完全一致,能够可靠地保证制造精度和啮合的理论状态。

4、齿面接触面积大于70%。

5、蜗轮齿面上每时每刻都有两条同时出现的,沿齿宽方向不断从两端向中间推进的接触线,而且接触线与相对速度方向的夹角接近90°

6、齿面润滑角大,动压油膜的形成及保持性好。由于平面二次包络环面蜗杆副具有上述特点,所以它在当今世界上应用最普遍的五种蜗杆传动中、以承载能力最大,传动效率最高、使用寿命最长而越来越得到广大用户的欢迎。

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