蜗杆的加工分析

　　摘　要：蜗杆和蜗轮组成的蜗杆副常用于减速传动机构中，以传递两轴在空间成90度的交错运动，如车床溜板箱内的蜗杆副。本篇我们通过计算出的数据提出加工方案及车削过程中应注意的各项事项。
　　关键词：蜗杆；传递轴；蜗杆副
　　1　蜗杆
　　蜗杆、蜗轮组成的蜗轮副常用在作减速运动的传动中，蜗杆和蜗轮啮合时两轴空间交错成90°。
　　2　蜗杆的种类
　　蜗杆有米制蜗杆和英制蜗杆两种。
　　2.1米制蜗杆
　　米制蜗杆的齿形角（压力角）为20°，牙形角为40°。蜗杆按齿形分又分为轴向直廓蜗杆（ZA蜗杆）和法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）。
　　（1）轴向直廓蜗杆在过蜗杆轴线的截面内齿形为直线，在垂直于轴线的截面内齿形为阿基米德螺旋线，所以轴向直廓蜗杆又叫阿基米德蜗杆。
　　（2）法向直廓蜗杆在蜗杆的法向截面（垂直于齿面的截面）内齿形为直线，在垂直于轴线的截面内齿形为延长渐开线，所以法向直廓蜗杆又称延长渐开线蜗杆（简称渐开线蜗杆）。
　　2.2英制蜗杆
　　英制蜗杆在我国应用很少，一般在进口设备或旧机械的维修中才能遇到。英制蜗杆的齿形角（压力角）为14°30′，牙形角为29°。英制蜗杆又叫径节蜗杆，它的径节用DP表示。
　　3　车削蜗杆时交换齿轮计算
　　在C620-1或CA6140车床上车削蜗杆时，一般不需要进行交换齿轮计算，只要把原来的交换齿轮反装即可。当采用直联丝杠车削精密螺距螺纹及非标准螺距的螺纹时需要进行交换齿轮计算。车蜗杆时交换齿轮的计算公式是：
　　i=P_工/P_丝=nπm_s/P_丝=Z1/Z2×Z3/Z4
　　式中：P_x——工件的导程，mm；
　　　　　n——蜗杆的头数；
　　　　　P_丝——丝杠螺距，mm；
　　　　　m_s——蜗杆的轴向模数。
　　由于蜗杆的导程等于蜗杆的头数、模数与π的乘积不是整数，给计算带来了很大的麻烦，为计算简单起见，π值可用22/7、33×27/25×11、19×21/127等近似值代入。
　　4　车削蜗杆的方法
　　蜗杆的导程大、牙槽深、车削困难，一般都应采取低速车削的方法。粗车蜗杆和粗车梯形螺纹的方法完全一样，视其螺距的大小可选用左、右切削法、车直槽法、车阶梯槽法和分层切削法的任何一种进刀方法。
　　（1）车削较小螺距（P<4=的梯形螺纹，可只用一把梯形螺纹车刀，采用“直进法”并用少量的左右进给粗车成形。
　　（2）粗车螺距大于4mm（P>4）的梯形螺纹时可采用“左右切削法”或“车直槽法”。为防止三个切削刃同时切削，导致切削力过大而产生“振动”或“扎刀现象”，应采用左右切削法。车直槽法：由于左右切削法操作不方便，粗车时可用车槽刀采用直进法在工件上车出螺旋直槽，然后用梯形螺纹车刀粗车两侧面。
　　（3）粗车螺距大于8mm（P>8）的梯形螺纹时，可采用车“阶梯槽”的方法。具体车削步骤是先用刀头宽度小于P/2的车槽刀、用车直槽的方法车至近中径处，再用刀头宽度略小于牙槽底宽的车刀车至近螺纹小径处，这样就在工件表面上车出了螺旋状的阶梯槽，然后用梯形螺纹车刀粗车两侧面。“车阶梯槽”方法Z大优点是粗车螺纹成形时余量小，车削效率高。
　　（4）粗车螺距大于18mm（P>18）的梯形螺纹时，由于螺距大，牙槽深，切削面积大，车削比较困难，为操作方便、提高车削效率，可采用“分层切削法”。分层切削法的切削步骤是用梯形螺纹刀采用斜进法车至层，在保持切削深度不变的情况下，车刀向左或向右移动，逐步车好层。然后用同样的方法依次车削第二层、第三层，直至螺纹粗成车形。以上四种车削方法只适应于粗车，精车时应采用带有卷屑槽的精车刀精车成形。
　　5　车削蜗杆时应注意的问题
　　（1）车削蜗杆只宜采用正、反车走刀。因此，车床摩擦离合器要调整适当，确保正、反车操作灵便、可靠；床鞍与床身导轨的间隙应调小一些，以减少车床中床鞍的窜动。
　　（2）蜗杆车刀一般应备有3-4把，即粗车刀、齿根槽精车刀、左及右侧面精车刀各一把。更换车刀必须认真对刀，以免造成齿距、齿厚误差。
　　（3）应检查蜗杆的齿距（导程）是否正确。
　　（4）车削时精力要特别集中，注意安全操作，防止发生意外。结语：要做好一名实践丰富的车工，必须学好车工理论知识，经过反复实践、自己加以总结上升，技术才能不断提高。
　　参考文献
　　[1]蒋增福主编.车工工艺与技能训练[M].北京：高等教育出版社，1997.
　　[2]胡农等主编.车工技师手册[M].北京：机械工业出版社，1997.
　　[3]陈宏钧编.车工实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.