双导程蜗杆传动

四、双导程蜗杆传动

双导程蜗杆传动具有改变啮合侧隙的特点，能够始终保持正确的啮合关系；并且结构紧凑，调整方便，因而在要求连续精确分度的结构中被采用，以便调整啮合侧隙到最小程度。

双导程蜗杆副啮合原理与一般的蜗杆副啮合原理相同，蜗杆的轴向截面仍相当于基本齿条，蜗轮则相当于同它啮合的齿轮。双导程蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距( 导程) 或者说齿的左、右两侧面具有不同的模数m(m=t ／π ) ，但同一侧齿距则是相等的，因此，该蜗杆的齿厚从一端到另一端均匀地逐渐增厚或减薄，故又称变齿厚蜗杆，可用轴向移动蜗杆的方法来消除或调整啮合间隙。因为同一侧面齿距相同，没有破坏啮合条件，所以当轴向移动蜗杆后，也能保证良好的啮合。

双导程蜗杆的齿形如图5-36 所示，图中，、分别为蜗杆左、右侧面轴向齿距；

为公称轴向齿矩；、分别为蜗杆左、右侧面齿形角；S 为齿厚；C 为齿槽宽。下面介绍双导程蜗杆传动的特殊参数的选择。

图5-36 双导程蜗杆齿形

1 ．公称模数

双导程蜗杆传动的公称模数m 可看成普通蜗杆副的轴向模数，用强度计算方法求得，并选取标准值，它一般等于左、右齿面模数的平均值。

当公称模数确定后，公称齿距也随之而确定。从图5-36 可知

(5-9)

2 ．齿厚增量系数

齿厚增量系数值为蜗杆轴向移动单位长度内的轴向齿厚变化量，即

(5-10)

值与m 值一样，是确定其他参数的原始数据，因而在设计中首先要确定值。选择

值时应考虑以下问题：

(1) 为了补偿一定的侧隙，蜗杆轴向移动长度与成反比。值大，可使蜗杆轴向尺

寸紧凑；但值过大，则使啮合区过分偏移，同时齿顶变尖，齿槽变窄，从而使蜗轮轮齿

( 大模数值时) 发生根切，( 小模数值时) 齿顶变尖。而值过小，则会增大传动机构的轴向尺寸。

(2) 值与啮合节点有一定的关系，由图5-37 看出，大模数齿面节点向蜗杆的齿

根方向偏移，而小模数齿面节点向蜗杆的齿顶方向偏移，节点偏移量与的关系为

(5-11)

式中，为蜗轮齿数。

图5-37 啮合关系图

为了保证啮合质量，点不应超出蜗轮的齿顶高，点不应超出蜗杆的齿顶高，即

(5-12)

式中，为齿顶高系数。

因此，根据式(5-11) 和式(5-12) 得

(5-13)

3 ．齿厚调整量

齿厚调整量ΔS 是为了补偿制造误差和蜗轮的最大允许磨损量所形成的侧隙而选取的。一般推荐ΔS=0.3~ 0.5mm 。对于数控回转工作台，ΔS 值应偏小。当传递动力时，ΔS 也可选为π mk 。

4 ．模数差与节距差

模数差Δm 值为左、右齿面模数与公称模数m 之差的绝对值。当已知m

和值时，有

(5-14)

因而

(5-15)

(5-16)

同样，节距差Δt 值、左面和右面齿距分别为

(5-17)

设计双导程蜗杆时，还要对齿槽变窄、齿顶变尖、蜗轮根切进行验算。

双导程蜗杆的优点是：啮合间隙可调整得很小，根据实际经验，侧隙调整可以小至0.01~ 0.015mm ，而普通蜗轮副一般只能达0.03 ～0.08mm ，因此，双导程蜗杆副能在较小的侧隙下工作，这对提高数控回转工作台的分度精度非常有利。由于普通蜗杆是用蜗杆沿蜗轮径向移动来调整啮合侧隙，因而改变了传动副的中心距( 中心距的改变会引起齿面接触情况变差，甚至加剧磨损，不利于保持蜗轮副的精度) ；而双导程蜗杆是用蜗杆轴向移动来调整啮合侧隙，不会改变传动副的中心距，可避免上述缺点。双导程蜗杆是用修磨调整环来控制调整量，调整准确，方便可靠；而普通蜗轮副的径向调整量较难掌握，调整时也容易产生蜗杆轴线歪斜。

双导程蜗杆的缺点是：蜗杆加工比较麻烦，在车削和磨削蜗杆左、右齿面时，螺纹传动链要选配不同的两套挂轮，而这两种蜗距往往是烦琐的小数，对于精确配算挂轮很费时；同样，在制造加工蜗轮的滚刀时，应根据双导程蜗杆的参数设计制造，通用性差。