环面蜗杆传动

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1660页（3118字）

分度曲面为圆环面的蜗杆，称环面蜗杆。按蜗杆齿面的成形方法，可分为：用直刃车刀削制而成的，称为直廓环面蜗杆；用平面刀具(砂轮或铣刀)磨(或铣)削而成的，称为平面包络环面蜗杆。另外，用锥形刀具、球形刀具磨(或铣)削而成的，分别称为锥面包络环面蜗杆与球面包络环面蜗杆。

平面包络环面蜗杆传动，由于其承载能力大，效率高，工艺简单，被广泛用于重载的动力传动。

直廓环面蜗杆传动(俗称球副)，由于承载能大力，效率高，故常用于动力传动。直廓环面蜗杆传动有原始型与修整型两种。原始型承载能力低，很少采用。修整型环面蜗杆接触区大，承载能力与效率都较高，但蜗杆齿面修整工艺复杂。

平面二次包络环面蜗杆传动，按加工蜗杆时工艺中心距是否与蜗杆传动中心距相等，分为典型传动与修型传动。二者中心距相等，称为典型传动；二者中心距不等，称为修型传动。为利于装配，多数采用微量修形的修型传动。其啮合特性接近典型传动。修形量过大，会减少同时啮合齿数，影响蜗杆传动的承载性能。

平面二次包络环面蜗杆传动的几何尺寸计算见表4．17-37。平面二次包络环面蜗杆传动承载能力按下式计算：

表4．17-37 平面二次包络环面蜗杆传动几何尺寸计算

注：① 主基圆直径系列

40 50 63 80 90 100 112 125 140 160 180

200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630

式中 P蜗杆传动实际传递功率，或驱动电机的功率(kW)；P₁为蜗杆轴的许用功率(kW)，见表4．17-41；K₁为使用情况系数，见表4．17-38；K₂为制造质量系数，见表4．17-39；K₃为材料配对系数，见表4．17-40。

表4．17-41 环面蜗杆传动蜗杆轴上的许用功率P₁ kW

注：① 摘自首钢机械厂样本。

② 表中许用功率为机械功率。当减速器转速高且连续运转或散热条件不好时，应采用风冷、水冷或喷油润滑进行冷却。若仍不能保持油温≤90℃的热平衡条件时，应降低使用功率(即降到热平衡功率)。

③ 当减速器的输出轴上装配小齿轮、链轮和带轮时，要对轴端的悬伸载荷进行核算。

表4．17-38 使用情况系数K₁

表4．17-39 制造质量系数K₂

表4．17-40 材料配对系数K₃

由表4．17-41选出满足上述条件的蜗杆传动中心距，然后按表4．17-37计算出蜗杆传动的几何尺寸。

平面二次包络环面蜗杆传动精度公差(GB／T16445-1996)分别见表4．17-42～4．17-46。

表4．17-42 平面二次包络环面蜗杆、蜗轮及其传动误差定义和代号(摘自GB／T16445-1996)

表4．17-43 平面二次包络环面蜗杆公差及极限偏差 μm

表4．17-44 平面二次包络蜗轮公差与极限偏差 μm

表4．17-45 平面二次包络环面蜗杆传动公差及极限偏差 μm

表4．17-46 平面二次包络环面蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形位公差 μm

标准规定了6、7、8级三个精度等级。按公差特性对传动性能的保证作用，将蜗杆、蜗轮和蜗杆副的公差分成三个公差组：

第Ⅰ公差组：蜗杆：F_p1

蜗轮：F_r2、

蜗杆副：

第Ⅱ公差组：蜗杆：f_p1、f₂₁、f_h1

蜗轮：f_p2

蜗杆副：

第Ⅲ公差组：蜗杆：——

蜗轮：——

蜗杆副：接触斑点、f_a、f_x1、

f_x2、f_y

根据使用要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级组合，但在同一公差组中，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。蜗杆和配对蜗轮的精度等级一般取成相同，也允许取成不同。

蜗杆、蜗轮及蜗杆副的检验，规定蜗杆的齿厚公差T_s1、喉部直径公差t₁；蜗轮的齿厚公差T_s2、蜗轮喉部直径公差t₇；蜗杆副的接触斑点和齿侧隙为每台必测项目，其他项目根据用户要求进行检测。

在蜗杆、蜗轮工作图上、应分别标注其精度等级、侧隙种类代号或法向弦齿厚偏差和标准代号。若蜗杆精度等级为6级，法向弦齿厚公差为标准值，侧隙为标准侧隙，则标注为：

若蜗杆法向弦齿厚公差为非标准值，如上偏差为-0．25mm，下偏差为-0．40mm，则标准为2

蜗轮精度标注方法与蜗杆相同，蜗杆副精度标注方法亦相同，如蜗杆副三个公差组的精度同为7级，标准侧隙，则标注为：

如蜗杆副的精度第Ⅰ公差组为7级，第Ⅱ、第Ⅲ公差组为6级、侧隙为最小保证侧隙，则标注为；