阿基米德蝸桿

蝸桿的基本參數(shù)

阿氏蝸桿的端面齒形為阿氏螺線，軸面為齒條（如圖3）。阿氏蝸桿就是齒形角為40°的螺桿，其基本參數(shù)以軸面為標(biāo)準(zhǔn)值，它們是：螺紋的頭數(shù)z₁，模數(shù)m_a1，壓力角

蝸桿分度圓的升角由下式計算：

阿基米德蝸桿基本參數(shù)

蝸桿軸面為齒條，所以切制出來的蝸輪輪齒在主截面（過蝸桿軸并與蝸輪軸垂直的截面）的齒形為漸開線（如圖3）。蝸輪的基本參數(shù)以主截面為標(biāo)準(zhǔn)值，它們是：

阿基米德蝸桿蝸桿蝸輪傳動

蝸桿蝸輪傳動等效于其主截面內(nèi)的齒條齒輪傳動。可仿照齒輪齒條傳動得其能連續(xù)傳動的必要條件是：

阿基米德蝸桿的特點是蝸桿的軸向截面齒形為直線形的。蝸輪滾刀的基本蝸桿應(yīng)當(dāng)?shù)扔谂c被切蝸輪相嚙合的蝸桿的基本尺寸（即軸向模數(shù)m_s，分度園直經(jīng)D_t，螺旋方向一左旋或右旋，螺紋頭數(shù)Z₁，螺旋升角λ_θ，齒形角α），同時，蝸輪滾刀切制蝸輪時，刀具與被切蝸輪所處的相互空間位置，應(yīng)當(dāng)符合于蝸輪與對應(yīng)的蝸桿在相互嚙合傳動時所處的空間位置，因此：每一單獨的蝸輪，有其專用的蝸輪滾刀。2100433B

阿基米德蝸桿的特點是在軸向剖面中的齒形呈直線，齒形角一般為20°。在同螺紋方向l垂直的法向剖面中的齒形是曲線，在與軸線垂直的端剖面中的齒形是阿基米德螺旋線（等進螺線），在其他任何剖面中的齒形都不是直線。

得到正確的阿基米德蝸桿，方法很簡單：把車刀刀刃磨成齒形角為20°的直線刃，并使它保持在車床中心高的水平面內(nèi)進行切削（如圖1）。

由于蝸桿螺紋升角（λ_f）的影響，車刀切削時的實際前角γ_實和實際后角α_實將不同于車刀的刃磨角度（γ和α）。對于右旋蝸桿（正扣蝸桿），左側(cè)刃切削時的實際后角α_左實將小于刃磨后角α_左，切削時的實際前角γ_左實將大于刃磨前角γ_左。右側(cè)刃則相反，切削時的實際后角α右實增大，而實際前角γ_右實減小，如圖2所示。

阿基米德蝸桿是在生產(chǎn)中最常見的蝸桿類型。

阿基米德蝸桿的車削

車削阿基米德蝸桿螺旋面，與在車床上車削普通螺紋的方法完全相同。車刀直線刃嘟應(yīng)置于蝸桿軸向內(nèi)，如圖4所示。其車刀形狀如圖4所示。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角小而齒距也不大時，可同時加工兩側(cè)齒面。若導(dǎo)程角大，則需增大左右切削刃刀具角β₁和β₂的差。

阿基米德蝸桿除車削加工外，還可以采用銑削加工，但銑刀的切削刃必須采用理論上求出的特定曲線。

阿基米德蝸桿的磨削

阿基米德蝸桿螺旋面可在S7520型螺紋磨床上用盤形錐面砂輪進行磨剛，與磨削普通的梯形螺旋一樣，在磨削寸應(yīng)將砂輪軸線對蝸桿軸線傾斜一個蝸桿導(dǎo)程角。由于蝸桿螺旋面在不同直徑上導(dǎo)程角不同，而砂輪的傾斜角應(yīng)等于蝸桿分度圓柱螺旋導(dǎo)程角，因而在磨削時有干涉現(xiàn)象發(fā)生。為此，砂輪在軸更上的刃廓應(yīng)不為直線。在S7520型螺紋磨床上所采用的普通砂輪修整器，只能修整刃廓為直線的砂輪，造成蝸桿齒廊形狀有歪曲現(xiàn)象發(fā)生，且歪曲量隨著蝸桿螺旋導(dǎo)程角、砂輪直徑及齒高的增大而增加。

在加工較大導(dǎo)程角的蝸桿時，應(yīng)采用S7732蝸桿磨床。該磨床帶有砂輪校正器和磨樣板裝直，可將砂輪修整成理論上計算的特定曲線，從而磨出正確的蝸桿齒形，以減小或消除上述截面歪曲現(xiàn)象。

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：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）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1所示。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時加工不便。見動畫

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，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，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。

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

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，所以制造簡單，但難以磨削，故精度不高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動中，蝸桿與蝸輪齒面的接觸線與相對滑動速度之間的夾角很小，不易形成潤滑油膜，故承載能力較低。

②弧齒圓柱蝸桿傳動是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動。在這種傳動中，接觸線與相對滑動速度之間的夾角較大，故易于形成潤滑油膜，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為高 。

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，蝸輪則很像斜齒圓柱齒輪。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。