按蜗杆形状的不同,蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动(见图9.3(a))、环面蜗杆传动(见图9.3(b))和锥蜗杆传动(见图9.3(c))。其中,圆柱蜗杆传动应用最广。
图9.3 蜗杆传动的类型
圆柱蜗杆传动按齿廓曲线不同,可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆传动中的蜗杆按加工时刀具位置的不同,可分为阿基米德蜗杆(ZA 型)、渐开线蜗杆(ZI 型)、法向直廓蜗杆(ZN 型)及锥面包络蜗杆(ZK 型)4 种。现将上述4 种普通圆柱蜗杆传动的蜗杆及其配对的蜗轮齿形分别予以介绍。
(1)阿基米德蜗杆(ZA 型)
如图9.4 所示为阿基米德蜗杆。其端面齿廓为阿基米德螺旋线,轴向齿廓为直线,其齿形角α0=20°,阿基米德蜗杆一般在车床上用直线刀刃的单刀(导程角λ≤3°时)或双刀(导程角λ>3°时)车制,加工时应使切削刃的顶面通过蜗杆轴线。这种蜗杆加工与测量较容易,应用广泛。但导程角大时(λ>15°)加工困难,齿面磨损较快。因此,一般用于头数小、载荷较小、低速或不太重要的传动。
(2)渐开线蜗杆(ZI 型)
如图9.5 所示为渐开线蜗杆。其端面齿廓为渐开线,可用两把直线刀刃的车刀车制而成。刀刃顶面应与基圆柱相切,其中一把车刀高于蜗杆轴线,另一把车刀则低于蜗杆轴线。轮齿也可用滚刀加工,可在专用机床上磨削。这种蜗杆加工精度容易保证,传动效率高,利于成批生产。一般用于头数较多、转速较高和要求较精密的传动。
图9.4 阿基米德蜗杆
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图9.5 渐开线蜗杆
(3)法向直廓蜗杆(ZN 型)
如图9.6 所示为法向直廓蜗杆,也称延伸渐开线蜗杆。其端面齿廓为延伸渐开线,轴向剖面Ⅰ—Ⅰ上具有外突曲线,法向齿廓为直线。加工时,其刀刃顶平面置于齿槽中线处螺旋线的,法向剖面内,有利于切削λ>15°的多头蜗杆。这种蜗杆加工精度容易保证,常用于机床的多头精密蜗杆传动。
(4)锥面包络蜗杆(ZK 型)
如图9.7 所示为锥面包络蜗杆。因其齿廓在各截面均为曲线,故称曲纹面蜗杆传动。它不能在车床上加工,只能在铣床上铣制并在磨床上磨制。加工时,刀具轴线与蜗杆轴线在空间交错成导程角λ。这种蜗杆加工容易精度较高,应用渐广。
图9.6 法向直廓蜗杆
图9.7 锥面包络蜗杆
本章只讨论目前应用较广的阿基米德蜗杆传动。
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