第十一章蜗杆传动 蜗杆传动是 蜗轮 在空间交错的 两轴间传递运 动和动力的一 种传动机构（图 11一1)，两轴 线交错的夹角 蜗杆 可为任意值， 常用的为90°。 图11-1圆柱蜗杆传动
第十一章 蜗杆传动 蜗杆传动是 在空间交错的 两轴间传递运 动和动力的一 种传动机构(图 11—1)，两轴 线交错的夹角 可为任意值， 常用的为90º
第十一章蜗杆传动（续） 特点 。 )能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比 =5一80；在分度机构或手动机构的传动中，传动比可达 300;若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大， 零件数目又少，因而结构很紧凑。 2)冲击载荷小，传动平稳，噪声低。 3)当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗 杆传动便具有自锁性。 4)摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效 率仅为0.4左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有 色金属制造蜗轮（或轮圈），以便与钢制蜗杆配对组成减摩 性良好的滑动摩擦副。 蜗杆传动通常用于减速装置，但也有个别机器用作增速装
特点 ◼ 1) 能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比 i=5～80；在分度机构或手动机构的传动中，传动比可达 300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大， 零件数目又少，因而结构很紧凑。 ◼ 2) 冲击载荷小，传动平稳，噪声低。 ◼ 3)当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗 杆传动便具有自锁性。 ◼ 4) 摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效 率仅为0.4左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有 色金属制造蜗轮(或轮圈)，以便与钢制蜗杆配对组成减摩 性良好的滑动摩擦副。 ◼ 蜗杆传动通常用于减速装置，但也有个别机器用作增速装 置。 第十一章 蜗杆传动（续）
y of 第十一章蜗杆传动（续) §11一1蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不 同，蜗杆传动可以分为 圆柱蜗杆传动（图11一1）， 环面蜗杆传动（图11一2） 和锥蜗杆传动（图11一3） 等。 蜗轮 图11-3 锥蜗杆传动 蜗杆 图11-1圆柱蜗杆传动 图11-2环面蜗杆传动
§11—1 蜗杆传动的类型 ◼ 根据蜗杆形状的不 同，蜗杆传动可以分为 圆柱蜗杆传动(图11—1)， 环面蜗杆传动(图11—2) 和锥蜗杆传动(图11—3) 等。 第十一章 蜗杆传动（续）
§11一1蜗杆传动的类型（续） (一)圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动：普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动 两类。 1.普通圆柱蜗杆传动 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 包络蜗杆(ZK蜗杆)等四种。 GB/T10085一1988推荐采用Z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 形分别予以介绍
（一）圆柱蜗杆传动 ◼ 圆柱蜗杆传动:普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动 两类。 ◼ 1．普通圆柱蜗杆传动 ◼ 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 包络蜗杆(ZK蜗杆)等四种。 ◼ GB／T 10085—1988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 形分别予以介绍。 §11—1 蜗杆传动的类型（续）
y of (一)圆柱蜗杆传动（续） (I)阿基米德蜗杆（亿A蜗杆） N-N I- 直 凸原 阿基米德螺旋线 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 11一4)，在包含轴线的平 面上的齿廓（即轴向齿廓） 为直线，其齿形角a0=20°。 它可在车床上用直线刀刃 的单刀（当导程角V≤3时） a)单刀加工 或双刀（当Y>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11一4所示。这 种蜗杆磨削困难，当导程 角y较大时加工不便。 阿基米德螺旋线 b)双刀加工 图11-4阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)
(1)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 11—4)，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=20º。 它可在车床上用直线刀刃 的单刀(当导程角γ≤3º时) 或双刀(当γ>3º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11—4所示。这 种蜗杆磨削困难，当导程 角γ较大时加工不便。 （一）圆柱蜗杆传动（续）
(一)圆柱蜗杆传动（续） (2)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11一5），法面(N一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11一5所示。这种蜗杆磨 削起来也比较困难。 I-I凸廓 角周 延伸渐开线 延伸渐开线 公凸廊 N-N -N 直廓 凸廓 :)车刀对中齿厚中线法面 b)车刀对中齿槽中线法面 图11-5法向直蜗杆：Z蜗杆
(2)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11—5)，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11—5所示。这种蜗杆磨 削起来也比较困难。 （一）圆柱蜗杆传动（续）
(一)圆柱蜗杆传动（续） (3)渐开线蜗杆（亿I蜗杆） 端面齿廓为渐开线（图11一6），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。Z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 11一6所示。刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。蜗杆可 以在专用机床上磨削。 渐开线 图11-6渐开线蜗杆(Z蜗杆)
(3)渐开线蜗杆(ZI蜗杆) ◼ 端面齿廓为渐开线(图11—6)，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 11—6所示。刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。蜗杆可 以在专用机床上磨削。 （一）圆柱蜗杆传动（续）
(一)圆柱蜗杆传动（续） (④)锥面包络圆柱蜗杆（亿K蜗杆） ·这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。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11一7），在一及N一 N截面上的齿廓均为曲线（图11一7）。这种蜗杆便于磨削.蜗杆 的精度较高，应用日渐广泛。 N-N I- 2a0 近似于阿基 长德螺旋线 砂轮 a) b) 图11-7锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)
(4)锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆) ◼ 这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。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11—7)，在I—I及N— N截面上的齿廓均为曲线(图11—7a)。这种蜗杆便于磨削．蜗杆 的精度较高，应用日渐广泛。 （一）圆柱蜗杆传动（续）
(一)圆柱蜗杆传动（续） 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：滚切时的中心距，也应与蜗杆传 动的中心距相同
◼ 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；滚切时的中心距，也应与蜗杆传 动的中心距相同。 （一）圆柱蜗杆传动（续）
(一)圆柱蜗杆传动（续） 2.圆弧圆柱蜗杆传动（亿C蜗杆） 蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的刀具切制的，而蜗轮是 用范成法制造的。在中间平面上，蜗杆的齿廓为凹弧形(11一 8),而与之相配的蜗轮的齿廓则为凸弧形。所以，圆弧圆柱蜗 杆传动是一种凹凸弧齿廓相啮合的传动，也是一种线接触的啮 合传动。其主要特点为：效率高，一般可达90%以上；承载能 力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出50%150%；体积小： 质量小；结构紧凑。这种传动己广泛应用到治金、矿山、化工、 建筑、起重等机械设备的减速机构中。 图11-8圆弧圆柱蜗杆传动
2．圆弧圆柱蜗杆传动(ZC蜗杆) ◼ 蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的刀具切制的，而蜗轮是 用范成法制造的。在中间平面上，蜗杆的齿廓为凹弧形(11— 8b)，而与之相配的蜗轮的齿廓则为凸弧形。所以，圆弧圆柱蜗 杆传动是一种凹凸弧齿廓相啮合的传动，也是一种线接触的啮 合传动。其主要特点为：效率高，一般可达90％以上；承载能 力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出50％～150％；体积小； 质量小；结构紧凑。这种传动已广泛应用到冶金、矿山、化工、 建筑、起重等机械设备的减速机构中。 （一）圆柱蜗杆传动（续）