20130513蜗杆斜齿轮传动定义.docx

蜗杆斜齿轮传动，采用蜗杆副实现交错轴传动系统中，若将蜗轮的材料改为工程塑料且采用模塑法制造，则出现模具结构复杂、出模难度大、蜗轮精度难以保证等技术难题。为避免这一难题，塑料蜗杆副多采用“蜗杆+斜齿轮”的啮合形式。我们将这种啮合形式称为塑料蜗杆副来与金属蜗杆副相区别。鉴于斜齿轮多采用渐开线齿形，故塑料蜗杆副中蜗杆齿形也采用渐开线齿形，即Z1蜗杆。塑料蜗杆副的啮合条件，首先看一下相关标准及文献中对于蜗杆的定义及描述：GB/T3374-92齿轮基本术语蜗杆：一个齿轮，当它只具有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时，就称它为蜗杆，其分度曲面可以是圆柱面，圆锥面或圆环面。GB10086-88圆柱蜗杆、蜗轮术语及代号圆柱蜗杆传动一般为交错轴的两个各绕其自身支撑轴线转动的斜齿轮传动。其中一个为圆柱蜗杆，另一个为蜗轮。圆柱蜗杆一般是宽斜齿轮，其齿体的分度曲面为圆柱面。蜗轮是齿数较多，齿体的中曲面呈环面的与圆柱蜗杆配对的一个斜齿轮。蜗轮的齿面为其配对圆柱蜗杆齿面的共胡曲面。机械工业出版社齿轮手册(第2版)第613614页对渐开线蜗杆的表述渐开线蜗杆可视为一个齿数等于蜗杆头数的大螺旋角(=90-)斜齿圆柱齿轮。从上述标准及文献资料的表述中我们看出：蜗杆是一个斜齿轮，并且是一个大螺旋角的斜齿轮。因此，塑料蜗杆副中蜗杆与斜齿轮的啮合就转变为两个斜齿轮的啮合，即交错轴斜齿轮传动。塑料蜗杆副实现正确啮合的第一个条件根据交错轴斜齿轮传动原理，我们可以很容易的推出塑料蜗杆副实现正确啮合的条件：两齿轮的法面基节相等，即Pbn1=Pbn2又Pbn=mn*cosn故有mn1*cosan1=mn2*osan2为简化运算，只需令mn1=mn2,cOSQnI=CoSQn2即可满足上式。这表明，塑料蜗杆副实现正确啮合的条件是：1.两齿轮的法面模数和法面压力角必须分别相等。这样我们就得出了塑料蜗杆副实现正确啮合的第一个条件。2.塑料蜗杆副实现正确啮合的第二个条件对于Z1蜗杆而言，其端面模数与导程角存在以下关系：m1=mt1*cos对斜齿轮而言，其端面模数与螺旋角存在以下关系：mn2=mt2*cos根据第一个条件，我们可以得出mt1*cos=mt2*cos由于塑料蜗杆副蜗杆与斜齿轮实现的是E=90。的交错轴传动，所以有：1+2=90o又1=90o-所以90o-+2=90o得到=带入公式mt1*cos=mt2*cos,可得mt1=mt2:。由此，我们得出了塑料蜗杆副啮合的第二个条件：蜗杆导程角必须等于斜齿轮的螺旋角。3.塑料蜗杆副实现正确啮合的第三个条件根据交错轴斜齿轮传动原理我们知道：一对交错轴斜齿轮在空间的啮合是点接触，两者螺旋方向相同。因此，我们得到塑料蜗杆副啮合的第三个条件：蜗杆旋向必须与斜齿轮旋向相同。综上所述，塑料蜗杆副实现正确啮合的三个条件是：（1）蜗杆与斜齿轮的法面模数与法面压力角必须相等；（2）蜗杆导程角必须等于斜齿轮的螺旋角；（3）蜗杆旋向必须与斜齿轮旋向相同。根据上述三个条件，我们还可以得到一个推论：蜗杆与斜齿轮端面模数相等。