蜗杆传动的分类及应用分析

按蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动三类，如图6-1所示。本章主要介绍应用较多的圆柱蜗杆传动。

6.1.2.1　圆柱蜗杆传动

按蜗杆齿廓形状可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动。

1）普通圆柱蜗杆传动

如图6-1a所示，普通圆柱蜗杆多用直母线刀刃的车刀在车床上切制，随刀具安装位置和所用刀具的变化，在垂直轴线的横截面可获得不同的齿廓形状，以下简单介绍三类蜗杆：

图6-1　蜗杆传动分类

（1）阿基米德蜗杆（ZA）。这种蜗杆轴向齿廓为直线，法向齿廓为外凸弧线，端面齿廓为阿基米德螺旋线，如图6-2a所示。阿基米德蜗杆加工方便，应用较广泛，但在导程角大时加工困难，不易磨削，传动效率较低，齿面磨损较快，因此一般用于头数较少、载荷较小、转速较低或不太重要的传动中。

（2）法向直廓蜗杆（ZN）。这种蜗杆轴向齿廓为外凸弧线，法向齿廓为直线，蜗杆端面齿廓为延伸渐开线，如图6-2b所示。法向直廓蜗杆可用直母线砂轮磨齿，因此容易保证加工精度，效率较高，常用作机床的多头精密蜗杆传动。

图6-2　圆柱蜗杆分类

（3）渐开线蜗杆（ZI）。这种蜗杆轴向齿廓为外凸曲线，在切于基圆柱的剖面内，一侧齿廓为直线，另一侧为外凸曲线，蜗杆端面齿廓为渐开线，蜗杆齿面为渐开螺旋面，如图6-2c所示。渐开线蜗杆可用平面砂轮磨削齿面，容易保证加工精度，可提高传动的抗胶合能力，但需要专用机床制造。一般用于头数较多（3头以上）、转速较高和要求精密的传动中，如滚齿机、磨齿机等的多头精密蜗杆传动。(www.xing528.com)

2）圆弧圆柱蜗杆传动（ZC）

圆弧圆柱蜗杆传动是在普通圆柱蜗杆传动的基础上发展起来的，目前应用较多的是轴向圆弧圆柱蜗杆传动（图6-3），多采用变位蜗杆传动。该蜗杆的轴向齿廓为凹圆弧形，蜗轮的端面齿廓为凸圆弧形。与普通圆柱蜗杆传动相比，圆弧圆柱蜗杆传动的优点如下：①传动效率高（一般达90%以上）；②承载能力高，一般情况下约为普通圆柱蜗杆传动的1.5～2.5倍；③体积小、质量小，结构紧凑。适用于重载、高速、要求精密的传动，在冶金、矿山、化工、建筑、起重等机械设备的减速装置中已得到广泛应用。圆弧圆柱蜗杆传动的缺点是传动中心距难调整，传动质量对中心距误差的敏感性较强。

图6-3　圆弧圆柱蜗杆

6.1.2.2　环面蜗杆传动

如图6-1b所示，环面蜗杆传动的特点是蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面，蜗杆的节弧沿蜗轮的节圆包着蜗轮，所以称为环面蜗杆传动。这种蜗杆传动同时啮合齿数多、承载能力高，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高，但制造和安装精度要求高。

6.1.2.3　锥蜗杆传动

如图6-1c所示，蜗杆轮齿由在节锥上分布的等导程的螺旋形成，故称为锥蜗杆；蜗轮在外观上就像一个曲线齿锥齿轮，它是用与锥蜗杆相似的锥滚刀在普通滚齿机上加工而成的，故称为锥蜗轮。锥蜗杆传动的特点如下：同时接触的点数较多，重合度大；传动比范围大（一般为10～358）；承载能力强，效率较高；侧隙便于控制和调整；可节约有色金属；制造安装简便，工艺性好。但由于结构上的原因，传动具有不对称性，因而正反转时受力不同，导致承载能力和效率也不同。

此外，按蜗杆螺旋线方向的不同，有左旋和右旋蜗杆之分，一般采用右旋蜗杆；按蜗杆头数不同，有单头蜗杆和多头蜗杆之分。