如何检测蜗杆和蜗轮的制造精度？

加工蜗杆、蜗轮，一般是利用检测法向弦齿厚的方法来控制制造精度，检测蜗杆、蜗轮法向弦齿厚与检验圆柱齿轮时基本相同。

1.蜗杆齿厚的检测和计算

对于导程较小、精度较低的蜗杆，检测弦齿厚时使用齿厚游标卡尺在蜗杆的分度圆处进行（图9-32）。测量时，以弦齿高h值调整齿厚卡尺的垂直尺，以蜗杆外圆柱面作为测量基准面，量出弦齿厚s_n。测量时，在蜗杆的法向进行。

计算分度圆法向弦齿厚s_n和弦齿高h用式（9-29）：

当蜗杆γ≤7°（z₁=1）、γ≤10°（z₂=2）时，分度圆弦齿高h等于蜗杆模数m，即：

h=m

当蜗杆γ>7°（z₁=1）、γ>10°（z₁=2），由于蜗杆线数少，而导程角加大，这时，分度圆弦齿高h需要用式（9-30）进行修正：

图9-32 齿厚游标卡尺检测蜗杆齿厚

式中 s_n——蜗杆分度圆弦齿厚（mm）；

z₁——蜗杆线数；

γ——蜗杆导程角（°）；

h——蜗杆顶圆至分度圆的弦齿高（mm）；

m——蜗杆模数；

r_v——蜗杆当量分度圆半径（mm）。

式（9-29）实际上是蜗杆法向弧齿厚，但对于低精度蜗杆用法向弧齿厚来代替法向弦齿厚误差极小，是完全可行的。

对于导程角较大、精度要求较高的蜗杆，常采用跨棒法间接测量蜗杆齿厚（图9-33）。当蜗杆头数为奇数时，需用三根量棒测量，蜗杆头数为偶数时，用两根量棒测量，所使用量棒直径见表9-15。

图9-33 跨棒法测量蜗杆齿厚

表9-15 测量蜗杆齿厚推荐用的量棒直径（单位：mm）

用齿厚卡尺测出M值后，和理论值M_p之差，即是加工偏差。理论值M_p用式（9-31）计算：

式中 d₁——蜗杆分度圆直径（mm）；

d₀——量棒直径（mm）；

α_n——蜗杆法向齿形半角（°）；

L_n——蜗杆导程（mm）；

z₁——蜗杆线数；

α_x——蜗杆轴向压力角（°）。

2.检测蜗杆齿形

蜗杆齿形误差包括齿形半角误差和齿面形状误差，它直接影响蜗杆传动的平稳性。蜗杆齿形误差的精密测量是在工具显微镜或投影仪上进行的，根据蜗杆工件的导程角和齿面特征，选取合适的测量方法。低精度蜗杆工件可使用齿形样板测量，这时，应根据齿形特点去选择测量截面。在法向上测量，样板的位置如图9-34所示。在轴向截面上测量时，被测蜗杆工件应安装在机床上，以保证测量准确。具体测量中，还可参考使用样板测量齿条齿形时的方法。

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图9-34 使用样板测量蜗杆齿形

3.蜗轮齿厚的检测和计算

检测蜗轮齿厚可利用以下几种方法。

（1）用齿厚游标卡尺测量测量时，先定好弦齿高h_m，然后在分度圆处法向量出弦齿厚s_m：

式中 s——蜗轮分度圆弧齿厚（mm）；

d₂——蜗轮分度圆直径（mm）；

β——蜗轮螺旋角（°）；

m——蜗轮端面模数；

z——蜗轮齿数。为了工作方便，特将的计算值列于表9-16，这时式（9-33）用式（9-34）计算：

式中 K——计算系数，。

【例】 所加工蜗轮模数m=5，齿数z=40，螺旋角β=16°30′，计算分度圆法向弦齿厚s_m和弦齿高h_m为多少？

【解】 利用式（9-32）计算分度圆法向弦齿厚s_m：

利用式（9-33）计算弦齿高h_m：

还可用查表法计算弦齿高h_m。从表9-16中查出K=12.94，利用式（9-34）计算

式（9-30）和式（9-34）的计算结果相同。

表9-16 计算蜗轮工件分度圆弦齿高h_m用K值表

（续）

（续）

（2）标准蜗杆法检测蜗轮齿厚大批量加工中，可使用标准蜗杆法进行测量。制造两个标准蜗杆，其压力角、模数和导程角与要测量的蜗轮相同。测量时，将蜗杆分别平行置于蜗轮工件径向两边的相对方向处（图9-35），并紧密啮合，用外径千分尺测出两蜗杆间的最大距离M₀值，如果M₀值等于计算出的标准值M，蜗轮齿厚就是正确的，如果有差值，其差值就是加工偏差。蜗轮的标准值M用式（9-35）计算：

M=d₂+d_A+d_B （9-35）

式中 d₂——蜗轮工件分度圆直径（mm）；

d_A——两标准蜗杆分度圆直径的平均值（mm）；

d_B——两标准蜗杆实际齿顶圆直径的平均值（mm）。

图9-35 标准蜗杆法检测蜗轮齿厚