变齿厚蜗杆的加工

39
铣刀的类型 （1）按铣刀的用途分
圆柱形铣刀、面铣刀、三面刃铣刀、 锯片铣刀、立铣刀、模具铣刀、角度铣刀、 成形铣刀、组合铣刀。 （2）按铣刀结构分
整体式铣刀、整体焊齿式铣刀、镶齿式 铣刀、可转位式铣刀。
40
（3）按齿背的加工形式分尖齿铣刀、铲 齿铣刀。
（4）按铣刀装夹方式分 它可分为带孔铣刀和带柄铣刀。
高。
23
2、铣床分类
卧式升降台铣床、立式升降台铣床： 工件可在三个方向进行位置调整或作进给 运动。
龙门铣床：机床刚度高，可多刀同时 加工多个工件或多个表面，生产率高。适 于成批大量生产中加工大型工件上平面和 沟槽或多件同时加工。
24
立 式 升 降 台 铣 床
25
卧 式 升 降 台 铣 床
26
27
1.1 螺纹车刀的几何形状与安装
1、螺纹车刀的几何形状 螺纹车刀属于成形刀具，根据螺纹牙形
不同形状不一，材料可采用高速钢或硬质合 金。
下图a是高速钢三角形螺纹粗车刀，b是 高速钢三角形螺纹精车刀。
6
高速钢三角形螺纹车刀
7
内、外螺纹车刀
8
2、螺纹车刀的安装 1）刀尖对准关键中心并与工件中心等高，
螺纹的加工方法。 攻丝和套丝一般用于加工小尺寸螺纹，
加工精度不高。
10
11
2.车螺纹 在车床上用车刀加工螺纹的方法，是螺
纹加工的最常用方法。 在车螺纹时，用丝杠带动刀架进给，使
工件每转一周，刀具移动一个导程。
12
3.铣螺纹 在螺纹铣床上利用螺纹铣刀加工螺纹
的加工方法。 工件每转一圈，铣刀沿工件轴线移动一
19
(1) 加工范围 加工平面，沟槽(键槽、T型槽、燕尾

编写数控程序及精度控制
O0009；（第一次精加工） G40G97G99M03S180T11； G00 X50.0 Z5.0； G76 P020130 Q50 R0.03； G76 X39.2 Z-47 P4400 Q2000 F6.283； (G76C2A30X39.2Z-64K4.4U0.03V0.05Q2.0F6.283华中） G00 X150.0； Z200； M05； M30；
2．蜗杆车刀的装夹
（1）水平装刀法 车轴向直廓蜗杆时，用水平装刀法。在装夹车刀时一般用样板找正装夹。 装夹模数较大的蜗杆车刀，容易把车刀装歪。可采用万能量角器来找正车刀 刀尖角位置(见左图)。
（2）垂直装刀法 车削法向直廓蜗杆时，必须把车刀两侧切削刃组成的平面装得与蜗杆齿侧 垂直。 由于蜗杆的导程角比较大，为了改善切削条件和达到垂直装刀要求， 可采用可回转刀杆(见右图)。刀头可相对刀杆回转一个所需的导程角，然后用 螺钉紧固。这种刀杆开有弹性槽，车削时不易产生扎刀。 用水平装刀法车削蜗杆时，由于其中一侧切削刃的前角变得很小，切削不 顺利，所以在粗车轴向直廓蜗杆时，也常采用垂直装刀法。
六、蜗杆的测量方法
蜗杆的主要测量参数有齿距、齿顶圆直径、分度圆直径、法向齿厚。其中 齿顶圆直径可用千分尺测量，齿距由机床传动链保证。 １．分度圆直径的测量 分度圆直径的测量用三针或单针测量，方法与测量梯形螺纹相同（公式不同）。 M=d1+3.924dD-4.316mX d1-分度圆直径，dD=量针直径 dD=1.672 mx 2．法向齿厚的测量 法向齿厚使用齿轮游标卡尺测量（见下图）。适用于精度要求不高的蜗杆。 因图样上一般注明的是轴向齿厚，所以先要把轴向齿厚换算成法向齿厚。
五、蜗杆的车削方法 蜗杆的车削方法和车削梯形螺纹相似。有斜向进刀切削 法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。 由于蜗杆的齿距大，齿型深，切削面积大，车削时比梯 形螺纹困难些。一般粗车后留精车余量0.2～0.4mm，在精车 时，采用均匀的单面车削。切削深度不宜过深，否则会发生 “啃刀”现象。所以在车削过程中，必须注意观察切削情况， 控制切削用量，防止“扎刀”。最后再用刀尖角略小于齿型 角的车刀，精车蜗杆底径，把齿型修整清晰，以便保证蜗杆 齿面的表面粗糙度和精度要求。

1 变齿厚蜗杆零件特点
蜗杆作为机械产品减速系统中的关键零件，其 对于机械产品的正常运行，发挥着非常重要的作用。 同时，对于蜗杆蜗轮机构而言，可以得到更大的传动 比，使得结构更加紧凑，承载能力增加，并且传动更 加平稳。
变齿厚蜗杆作为蜗杆的一种，因左右导程的不 同，其齿厚也会发生均匀的变化。这样设计的优点在 于：当机械在运行过程中，因磨损会导致传动间隙的 增加，此时，只需对蜗杆的轴向位置进行适当调整，便 可以使蜗杆的传动幅度满足原来的精度需求，从而无 需更换蜗杆与蜗轮等构件，便可以满足机械的正常运 行需求。此方法不仅实用，而且能满足对于技术经济 合理性 要求。变齿厚蜗杆的零件图，如图 1 所示。
做出相应调整，分别对其进行加工。同时，对于其他
操作而言，与普通蜗杆的车削方法基本相同。
3 变齿厚蜗杆的数控车加工技术的改进
3.1 在加工技术改进过程中应注意的事项 （1）因左后导程相差不大，在对挂齿轮数的误差
进行分析核算时，应将其误差控制在技术要求范围内。 （2）对于车刀刀尖的宽度而言，应小于蜗杆螺纹
《装备制造技术》2012 年第 12 期
浅谈变齿厚蜗杆的数控车加工技术
贾会会
（江苏徐州经贸高等职业学校 机电工程系，江苏 徐州 221004）
摘 要：在使用数控车床对变齿厚蜗杆进行加工时，加工工艺与方法的改进，对提升加工品质及加工效率等发挥着非常 重要的作用。根据笔者多年的实践经验，以蜗杆零件的特点为出发点，对蜗杆在数控车加工中存在的问题使用数控车床 在加工蜗杆过程中应考虑的问题变齿厚蜗杆的数控车加工技术的改进方法等问题进行了深入探讨，以供与业内人士之 间的相互交流、学习。 关键词：变齿厚蜗杆；数控车；加工技术
式中，
Z1、Z2、Z3、Z4 是车轮的齿数； i0 为公称导程的原有挂轮比。 在将 Lf 与 Lr 的挂轮齿数计算出来之后，应先判 断蜗杆的传动比值是否满足精度要求，并且还应对使

总第215期2021年第3期机械管理幵发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 215No.3,2021机械分析与设计D01:10.16525/l4-1134/th.2021.03.029Z A型多线蜗杆的车削加工方法殷勇(中钢集团西安重机有限公司，陕西西安710201 )摘要：以某公司生产过的Z A 型三线蜗杆为例，详细分析其在普通车床上的车削加工技术。

结合生产实践，分 析零件参数、加工设备和刀具、加工步骤，得出“在普通车床上加工Z A 型三线蜗杆的方法，不仅可使制造和刃 磨方便、成本低，适用于单件小批量制造，而且能够完成粗精加工，省去繁锁的精磨工序，效率较高，满足一般 加工精度和使用要求”的结论。

关键词：Z A 型多线蜗杆车削加工中图分类号:TG 511文献标识码:A文章编号：1003-773X (2021 )03-0068-03引言蜗杆传动具有突出的特点，传动比大、结构尺寸紧凑、工作可靠性高、寿命长、冲击小、无噪声，轴向 力大、易发热、效率低。

所以蜗杆传动通常用来传递 两个交错轴之间的运动和动力。

本文就以常见的ZA 型多线蜗杆为例，对其车 削加工技术进行研究。

1蜗杆传动概况蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（见图1),用于传 递交错轴之间的运动和动力，一般两轴交错角为 90° ,且以蜗杆为主动件，具有如下特点[1_3]:1) 传动比大，传动准确。

设蜗杆头数为2|，蜗轮 齿数为则蜗杆传动的传动比i =泌1Q 2) 传动平稳、无噪声。

蜗轮副的啮合是连续的， 且啮合齿对多。

3) 如果蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦 角时，能够实现自锁。

4) 传动效率低。

通常传动效率为〇.5~0.92,自锁 蜗轮副的传动效率为0.4 ~ 0.45。

5) 蜗轮副易发热磨损。

蜗轮副是滑动摩擦传动， 运行中会产生较大的热量，故蜗轮的制造材料常为 青铜等有色金属。

图1蜗杆传动收稿日期：2021-01-23作者简介：殷勇（1962—），男，上海人，毕业于陕西广播电视大 学机械设计与制造专业，专科，工程师，长期从事技术和质量 管理、知识产权管理及冶金机械装备加工工艺研究工作。

次逐 面 车 削 ”所 困扰 。每次 分 头用 百 分 表也 好 ，用
块规 也 好 ，都要 费很 多 功夫 ，并且 车 削 过程 须 始 终 高度 精力 集 中 ，才 能及 时发 现误 差 和故 障 。 （ ３ ）在 精 车 阶 段 常 出现 各 线 齿 厚 和 齿 槽 宽 不
一
— 一ｌ ｓ ．
向 的后 角 为 ａ Ｏ ＝（ ３ ０ － ５ ０ ）＋ 为蜗 杆 螺 旋升 角 ，背 向
、
加 工 多线 蜗 杆 过 程 中所 存 在 的 问题
车削多线蜗杆是 车削螺纹 中较难 的一个 课题 ，在 实 际加工多线蜗杆 的过程 中容易 出现 以下 几个 问题 。 （ １ ）车 削 时 ， 由于 蜗 杆齿 形 较 深 ，切 削 力 过
一 躁甘 躲 舶 一
躁 ∞躲 奸 Ｌ ０
蜗杆传动是一种常用的机械传动形式 ，广泛用 于轴线交叉的减速传动 中。在这种传动形式 中，蜗 杆 是 主动 件 ，所 以蜗 杆 的制 造精 度 直接 影 响 传 动 精 度 。下文 就对 多 线 蜗 杆加 工 过程 中所 存 在 的问 题 进 行 分 析 ，并 提 出解 决 的措 施 ，以提 高 加工 质 量 和 加 工 效率 。
别高 ；第二 ，由于车刀靠两侧刀刃精车两侧齿面 ， 车 刀 的 前 端 刀 刃 不 能 进 行 切 削 ，螺 纹 槽 底 无 法 加 工 。对 模 数 不 太 大 （ ３ － ５ ｍｍ ）的 三 线 蜗 杆 ，要 在 车
刀 前 刀 面上 开 断 屑槽 非 常 困难 。通 过 实 际应 用 ，采 用 两 把精 车 刀 车 削 的方法 比较 理想 ， 即分车 左 侧 面
产 生 振动 和 扎 刀现 象 。若 在 半精 车 刀 和精 车 刀 两 刀 刃 上 开着 卷 屑槽 的话 ，第 一 ，这 对 磨 刀技 能 要 求 特

浅谈初学者如何车好蜗杆摘要蜗杆和蜗轮组成的蜗杆副是机器中传递运动和动力的常用零件。

易磨损，经常遇到蜗杆的加工问题。

蜗杆的加工方法很多，如车削，铣削，磨削，旋风铣削，冷滚压等，但在小批，单件生产一般精度的蜗杆时，有效的方法是在车床上车削蜗杆。

在车床上车削蜗杆劳动强度大，生产效率低，加工精度和表面粗糙度也较难保证。

因此，怎样提高蜗杆的生产效率、加工精度是每个车工都需研究的。

关键词蜗杆；刀具；分线；车削1蜗杆的基本类型蜗杆传动用于传递空间交错轴间的动力和运动，常用的轴交角为90度。

根据蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动，环面蜗杆传动，锥蜗杆传动。

2刀具的特点1）弹簧刀杆：因蜗杆齿形深，切削量大，采用该刀杆主要作用是消除振动，防止扎刀现象。

2）粗车刀：①刀头宽度：将齿根槽宽利用公式算出。

ef=0.697mx然后减1毫米，这样不会出现两侧切削刃以及刀头切削刃三面同时切削产生扎刀现象.②刀尖圆弧：粗车刀刀头宽度按要求刃磨好后，再用砂轮把整个刀尖修磨成圆弧形刀刃，并且用油石研磨.以提高车刀尖强度，改善散热条件，提高车刀使用寿命。

③两主刀刃之间的夹角小于2倍的齿形角。

2α=39°30′，留精车余量。

3）精车刀：精车刀是保证蜗杆齿形和齿厚精度的主要因素，也是保证蜗杆精度以及加工表面粗糙度的重要因素。

①齿形角要保证α=20°，刀刃平直，以获得正确的齿形。

②加工右旋蜗杆时；导程角对螺纹车刀工作后角有较大影响，所以蜗杆车刀两侧后角应刃磨为：α0l=αl+γ=（3°-5°）+γα0R=αR-γ=（3°-5°）-γ③刃口保持锋利，两侧刃上可磨出前角。

3切削用量的选择切削用量包括切削速度，背吃刀量，和进给量.背吃刀量对生产率和刀具耐用度影响较大，采用阶梯式车法，切削宽度逐渐增大，切削厚度也受到限制，增大了半精车余量，刀具刃磨复杂。

而采用左右切削法，整个余量分几层车去，且切深可保持不变。

车工中级理论复习题(2)一、单项选择(第1题～第160题。

选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。

每题0.5分，满分80分。

)1. 车削钛合金时，容易产生振动，因此刀具的悬伸量要( )。

A、大B、小C、长D、以上均可2. 组合件中，基准零件有偏心配合，则偏心部分的偏心量应一致，加工误差应控制在图样的( )。

A、1/3B、1/4C、1/2D、都不是3. 千分尺是属于( )。

A、游标量具B、螺旋测微量具C、机械量仪D、光学量仪4. 车细长轴时，在第一刀车过后，为消除( )，必须重新校正中心孔。

A、锥度B、振动C、切削力D、内应力5. 车削( )材料时，不要用油类切削液冷却和润滑，以防腐蚀变形。

A、有机玻璃B、夹布胶木C、玻璃钢D、橡胶6. 某机器厂6月份平均工人数为500人，该月生产产品的总价值为150万元，以价值量表示的工人劳动生产率是( )。

A、0.3万元/人B、3万元/人C、3000元/人D、0.3元/人7. 加工椭圆轴孔零件时，刀具作旋转，而工件( )，否则加工出来的轴孔仍是圆柱形状。

A、转动B、不能转动C、移动D、不能移动8. ( )特别适用于制造各种结构复杂的成形刀具，孔加工刀具。

A、碳素工具钢B、合金工具钢C、高速钢D、硬质合金9. 在确定并标注夹具的有关尺寸和技术要求时有很多内容，但并不包括( )。

A、装配尺寸B、检验尺寸C、主要元件的相互位置要求D、加工余量10. 在加工工序中用来确定本工序加工表面的位置的基准称为( )。

A、工序基准B、定位基准C、设计基准D、辅助基准11. 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为( )。

A、强度B、硬度C、塑性D、韧性12. 按照通用性程度来划分夹具种类，( )不属于这一概念范畴。

A、通用夹具B、专用夹具C、组合夹具D、气动夹具13. 定位时用来确定工件在( )中位置的表面，点或线称为定位基准。

A、机床B、夹具C、运输机械D、机床工作台14. ( )按结构可分为转台式和转轴式两大类。

利用西门子808D系统快速完成蜗杆加工实例刘宁【摘要】主要阐述了如何利用西门子808D系统加工蜗杆工件,通过程序的优化缩短蜗杆的加工时间,提高加工效率.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P140-143)【关键词】西门子808D系统;固定循环;G64;G33;蜗杆加工【作者】刘宁【作者单位】沈阳机床沈一车床厂技术部,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TP273蜗杆是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。

其分度曲面可以是圆柱面，圆锥面或圆环面。

从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。

工作时，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。

为了改善轮齿的接触情况，将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形，使之将蜗杆部分包住。

这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。

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)和锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)等4种。

蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。

蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。

蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，通常两轴交错角为90°。

在一般蜗杆传动中，都是以蜗杆为主动件。

可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑，蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小，具有自锁性。

当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，蜗轮蜗杆机构常被用于两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。

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。

SINUMERIK 808D 是一款面向全球市场、适用于车床和铣床的经济型数控产品。

对车床而言，该产品可以控制3个轴，其中包括两个进给轴(通过两个脉冲驱动接口与 SINAMICS V60 连接)和1个主轴(通过1个模拟量主轴接口连接)。

根切原因：是因为刀具齿顶线(齿条型刀具)或
齿顶圆(齿轮插刀)超过了极限啮合点（啮合线
与被切齿轮基圆的切点）N1而产生的。
齿轮不发生根切的最少齿数
z
2ha*
sin 2
39
复习
斜齿轮当量齿数
Zv
Z cos3
斜齿轮正确啮合条件
斜齿轮重合度
锥齿轮正确啮合条件
mn1 mn2 n1 n2
1 2
S
O1
啮合面
接触线
N1
N1 b
K
渐开螺旋面
P
P
K
b N2
A
N2 A
O2
基圆柱B2
31
2、重合度ε （两个端面参数完全相同的标准直齿轮 和标准斜齿轮）
B
B
S B2C btg ——纵向作用弧
B1
总重合度 εγ： 总作用弧与Pt的比值
B1C Pt
B1B2 Pt
B2C Pt
B1B2 Pt
——端面重合度
1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
§4—8 平行轴斜齿轮机构
一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点
1、直齿轮：
基圆柱， 发生面S， KK∥基圆柱母线NN
渐开线柱面
发生面S
K
K
齿廓工作深度
y
rb
N
N
接触线
z
B
啮合特点：①齿廓曲面的接触线∥NN
O x
②受力突变，噪音较大。
22
23
2、斜齿轮：
基圆柱， 发生面S， KK与NN有夹角βb

课题二 多线螺纹及蜗杆加工
一、工艺分析
3×π × 4 12
例2：齿根处导程角：tanγf＝ π × 34＝.4 34.4＝0.3488 γf =19.23°
齿顶处导程角tanγa＝
3×π ×4 π × 52
＝0.2308
γa=13°
3×π ×4
分度圆处导程角tanγ1＝ π × 44＝0.2727 γ1=15.25°
Pz 。 πd1
在同一螺旋线上沿某牙侧各点的导程是相等的，但沿其牙型深度
方向上各点的直径不相等，所以它们各点处的导程角均不相同。当
把d1换成齿根圆直径d f时，γ值增大；当把d1换成齿顶圆直径da时， γ值减小。当线数z1增大时，γ值也以一定的倍数增大，不难看出刀 具后角的刃磨应在γ值的基础上再磨出后角，靠近刀尖处刃磨后角 为γf＋α，靠近外圆处刃磨后角为γa＋α。刃磨刀具后角时，考虑 γ刃磨>γf，才能使切削顺利。
成，两侧钻中
（2）将图样上Φ18mm的外圆 心孔作为定位 粗 车 至 Φ19mm 、 长 39mm ， 基准
Φ16mm的外圆粗车至Φ17mm、
长14mm
2. 掉头，夹住Φ30mm的外圆 ，伸出长度为35mm
（1）车端面，控制总长 100mm，钻中心孔
（ 2 ） 将 图 样 上 Φ18mm 的 外 圆 粗车至Φ19mm、长19mm
加工简图
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
三、操作步骤
操作步骤
工艺要点
3. 用两顶尖装夹
（1）将图样上Φ28mm 的外圆半精车至Φ28.3mm
（2）用刀尖划齿顶宽 线1.8mm（放宽划）
（3）粗、精车二线蜗 杆
（4）精车Φ28mm外圆 （5）精车Φ16mm及两 侧Φ18mm的外圆 （6）倒角20°及C1mm （两处）

40 52 65 75
表中数据表明 :在我们的铣头和镗头两 种通用部件中所用双导程蜗轮蜗杆都选用了 大模数 、大导程 、大螺旋角且头数多 , 其目的 就是为了传递大扭矩 、大功率 。
在车削蜗杆齿面时 , 因切削面积大而产生很 大的切削抗力 , 因此每种蜗杆的法向齿槽要 用 5 把车刀分 5 次加工 ,对蜗杆齿槽 (法向直 廓) 完成留磨车削 ,前三刀是按一定的刀宽 b 和进刀深度 t 将齿槽先车成阶梯矩形螺旋 槽 ,如图 2 所示 。在 C620 - 1 上车阶梯矩形 螺旋槽时 ,所用刀宽 、进刀深度 、所用机床螺 距 (选用车床进给箱铭牌上参数) 和主从两交 换齿轮 ,均见表 2 。
a b
×c
d
=
T
12. 7 ×16
式中 T ———左右齿面的导程
四种双导程蜗杆的左右齿面磨削时所用
的交换齿轮见表 5 。
表5
蜗杆
No1 No2 No3 No4
导 程
Tz 6212035
Ty 6410884
7417699 7815398
9418761 981646
7712832 8811106
交换齿轮 a × c bd
车削分度是利用上述机床主轴与 Z主 之 间的传动关系进行操作 :第一条螺旋槽车成 后 ,将车床拖板机动后移至靠近尾座 (再少量 前移一点) ,再依次 :停车关掉电机 ,将车床丝 杆正反转的手柄放在空档位置 , 开合螺母手 柄落下 ,在 Z主 齿轮的某啮合齿上用粉笔作 记号 ,用手摇卡盘顺着原来旋转方向使 Z主
双导程蜗杆传动特点如下 : (1) 在蜗杆轴向移动改变啮合侧隙过程 中 ,始终保持传动比不变 。 (2) 由于大模数齿面相当于负变位 , 所以 蜗轮的根切现象比普通圆柱蜗轮严重 , 且仅 发生在大模数齿面 。 (3) 蜗杆齿厚沿轴线方向变化的同时 , 齿 槽沟宽也会沿轴线方向变化 , 即厚齿端齿槽 底部宽变得很窄 。 (4) 由于双导程蜗杆左右齿面的导程不 相等 ,所以在公称分度圆柱上左右齿面的螺 旋线升角也不相等 。在加工蜗杆螺旋面时 ,

五轴复合加工机床B轴常用结构分析乔保中;孔祥志【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】2页(P63-64)【作者】乔保中;孔祥志【作者单位】沈阳机床集团设计研究院有限公司,辽宁,110142;沈阳机床集团设计研究院有限公司,辽宁,110142【正文语种】中文B轴是五轴复合加工机床的重要部件，其结构要求：转动平稳、分度精确，但是转速相对较低。

蜗杆传动由于具有降速比大，结构紧凑，工作平稳无噪声等特点，虽然发热大，加工复杂，对装配要求较高，但是在B轴结构中依然得到广泛应用。

1.常用蜗杆传动方式（1）分段式蜗杆消隙如图1所示，两个蜗杆2、4同轴组装（轴中段留有一定的间隙量），通过键联接实现同步旋转，蜗杆4轴向固定，中空的蜗杆2可以轴向窜动，在弹簧1的作用下，两个蜗杆被推向相反方向，分别与蜗轮对应的啮合齿面贴合，从而达到消隙的目的。

此种调整方式调整精度比较高，理论上可以实现零背隙。

如果通过液压力来施加预紧力，则调整更为方便。

OTT分段式蜗杆副实物如图2所示。

此种结构蜗杆加工可以分开进行粗加工，磨削时一起加工即可，不需要特殊的加工设备。

该结构的缺点：增加了啮合面的摩擦力，需要良好润滑措施控制温升；蜗杆只有部分参与啮合，传递动力能力受到限制。

（2）双导程蜗杆消隙双导程蜗杆（也称变齿厚蜗杆）同一齿左右两侧具有不同的导程X和Y，而同一侧导程相等，所以蜗杆的齿厚沿轴线从一侧到另一侧均匀增加或减少。

而与之啮合的蜗轮所有齿齿厚均相等，当蜗杆沿轴向移动时，传动副的啮合间隙发生改变。

结构原理如图3所示。

图3 双导程蜗杆结构原理通过调整环轴向移动蜗杆就可以将齿侧间隙调整到一定的数值，调整方向为厚齿端向薄齿端，根据经验，双导程蜗杆副的齿侧间隙可以调整到0.01～0.015mm。

由于双导程蜗杆通过修磨调整环的方式进行侧隙调整，蜗杆仅作轴向移动，因此没有破坏传动副正确的啮合条件。

而蜗杆径向调整方式改变了传动结构的中心距，破坏了传动的啮合条件，造成齿面接触情况恶化，而且调整量不易掌握，容易造成轴心歪斜。

设备管理与维修2021翼2（上-下）蜗轮蜗杆反向间隙消除方法刘建国1，杨振刚2（1.首都航天机械有限公司，北京100076；2.北京精密机电控制设备研究所，北京100076）摘要：蜗轮蜗杆传动机构主要用于传递相互交错并垂直的运动，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。

由于传动平稳，冲击振动噪声较小，因此数控机床上的转台以蜗轮蜗杆结构为主。

蜗轮蜗杆相对滑动速度大、容易发热，产生磨损。

结合实例，介绍常见的蜗轮蜗杆消隙方法。

关键词：蜗轮蜗杆；垂直运动；发热磨损中图分类号：TG659文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.02.261常见的蜗轮蜗杆消隙方法随着长期使用磨损，蜗杆齿与蜗轮齿啮合出现间隙，特别在反向运动时会产生旋转误差，半闭环控制时造成产品出现问题。

在全闭环控制下，则会造成转台在旋转过程中振动、抖动，工件表面有振纹。

为此，要掌握蜗轮齿与蜗杆齿之间啮合间隙调整方法，避免蜗轮蜗杆结构的缺点。

以下介绍在实际工作中的蜗轮蜗杆结构间隙调整方法。

2径向调节径向调整法是依靠蜗杆与蜗轮之间啮合中心距的变化量调整间隙，此方法调隙较为简便，易于理解。

但因啮合位置不准和齿面啮合不良，使用过程中的磨损较快，对精度要求高的场合不宜使用。

2.1偏心套调整蜗杆连轴套是装在一整体偏心套内，偏心套中断间有开口，可使蜗杆露出与蜗轮啮合。

转动偏心套即可容易地调整蜗轮蜗杆中心距，达到减少反转间隙的目的。

也可以由两部分偏心套组成（图1），同样是通过调整偏心套，使蜗杆与蜗轮的啮合中心距离减小。

但是这种结构调整容易造成蜗杆轴线斜歪，啮合不良，宽度150mm 。

利用双头螺栓的预紧力使扶正套向内挤压，通过缓慢施加预紧力，校正外圆凸起变形。

（2）内撑件。

以扶正套的设计内径为内撑件的外弧尺寸，宽度150mm 。

将手动液压千斤顶置于钢板之间，通过液压力使扶正套缓慢受力向外撑起校正变形。

扶正套受力过程要缓慢均匀，防止扶正套壁产生裂纹，否则将导致零件彻底报废。

工 时会遇 到一 些 实际 问题 ： 为 蜗杆 的齿槽 比较深 ， 因 数 控 车 的螺 纹 切 削 循 环 为 径 向进 刀 ，加 工 时 刀 具 三 面 切 削 ， 具受 力 大 ， 产 生振 动 ， 容 易折 断 ， 面粗 糙度 刀 易 很 齿
・
．
节 距
导 程
２
３
１ ２
变齿 厚蜗 杆 比较特 殊 ，由于齿 左 右侧 的导 程 不一 样 ， 成 了齿 厚 均 匀 变 化 的 外 观 。它 的优 点 是 ： 使 用 形 在
蜗 杆 正 确 的 加 工 路 径 是 ： 车 刀 先 沿 着 齿 槽 中 心 车
一
中如 果 因为 磨 损 导 致 传 动 间 隙 增 大 ， 时 只 要 调 整 一 下 这 蜗 杆 的 轴 向位 置 ， 可 以 使 蜗 杆 蜗 轮 传 动 副恢 复 到原 来 就
表 １ 变齿厚蜗杆参数
２ 蜗 杆 在 数 控 车 加 工 中存 在 的 问题
蜗杆 一般 采用 车 削加工 ， 通 车床 加工 蜗 杆时 ， 普 车 刀 每 进 给 一 个 切 削 深 度 ，就 要 手 动 完 成 扣 止 车 、进 刀 、 反车
、
平 模 ｍ 均 数／ｍ
线 数
４ ． ９
的精 度 ， 需 要 更 换 新 的 蜗 杆 、 轮 。 常 经 济 、 用 。 不 蜗 非 实 变 齿 厚 蜗 杆 零 件 图 和 实 物 图 见 图 １ 图 ２ 参 数 见 表 １ 、 ， 。
刀 ， 再在 同一 深度 沿着 齿 槽 的左侧 与 右侧 分别 车一
刀 （ 图 ３ ， 工 顺序 是 ：—２ ３ 然后 再不 断重 复这 见 ）加 １ — ， 样 一 个 过 程 ， 到 加 工 结 束 。这 种 加 工 方 法 的 优 点 是 ： 直

蜗杆（平面二次包络蜗杆）的和蜗轮的加工作者：蓬莱祥林工具有限公司，纪永君一，蜗杆的加工球面包络蜗杆，又称二次平面包络蜗杆，弧面包络蜗杆，直廓环面蜗杆等等。

对于这种蜗杆的加工，主要的采用的原理是：刀具在一定的圆上按照一定的轨迹运行，蜗杆在绕自心的轴线旋转，最后就加工成了一个成品的蜗杆。

讲来十分的简单，但是，在实际的加工的工作中，由于由于其加工的特殊性，就十分容易的出现两大类问题：1.检测的问题2.加工的问题球面蜗杆的检验球面蜗杆的检验，可以用专用的球面蜗杆检查仪。

或者专用是工装检具。

能方便的检出齿形误差，周节误差等等数据。

也可以使用样板来进行检验。

但是，要求样板的精度形状等等一系列的数据来支持。

球面蜗杆的加工问题球面蜗杆在加工的工作中，十分容易的出现如下问题：1蜗杆的齿形的一边厚，一边薄2蜗杆的齿形两边厚，中间薄3蜗杆的齿形的两边薄，中间厚其实，以上的三种情况的出现，都是不正确的，这三种情况的蜗杆与蜗轮都不能正确的啮合，有时为了蜗轮蜗杆能进行基本“咬合”。

不得不研合，跑和，少者几个小时，多着几天，等将蜗轮蜗杆跑合好后，蜗轮的响应的齿厚已经很薄了，并且，蜗杆的齿形与蜗轮的齿形已经不是原来设计的齿形了。

其实，这种跑合的代价是：1损伤了蜗轮的应有齿厚。

2蜗轮与蜗杆的齿形的失真。

3齿形的单边啮合，减少了蜗杆的承载能力近百分之五十。

4蜗轮的齿形根部分出现了台阶，在安装的时候的中心难对正确。

他们的具体的啮合缺陷分析如下：a，第一种情况的出现，必然导致蜗杆的实际形成中心的不重合，在正常的啮合中，只有靠近理论齿厚的部分齿形进行啮合。

蜗杆的啮合位置偏向齿厚薄的一端，而齿厚后的一端就必然在啮合的齿形之外，至于能进行啮合的一端，也只限于齿厚合适的部分，齿厚薄的部分，齿形的两边都不接触，这时的蜗轮副的承载能力下降到n。

n=总承载能力/参加啮合齿数,并且，参加啮合的齿形角有误差。

即一侧有压力角的接触误差，并且，蜗轮副的间隙很快的就变大了。

２ 抛齿 方法
面 乌黑 、 光泽 ． 且效 率低 ：用胶木 抛光轮 效率很 低 。 无 并 抛光轮 的几何 参数 设 汁， 基本 上与工作 蜗轮相 同。该 蜗轮 用与 加 ｒ 蜗轮 相同 的蜗轮滚 刀来 加＿ 即模 数 、 作 Ｔ，
螺旋 角 与工作蜗 轮相 同。 光轮 的齿数 选用奇 数齿 ， 免 抛 避 是蜗 杆齿 数的公倍 数 。 当增 加齿数 ， 适 以提高 寿命 。 外 ， 另
１０ ０／ ｎ 间 ， ２ ０ｒ ｍｉ之 因此 ， 度和粗 糙度要 求也 比较 高 精 其主要 参数 和技术 要求如 下 ：
该蜗 杆实 际 上就是 大螺旋 角 、少齿 数的 渐开线 圆柱 斜齿 轮 。用精 滚齿 的方 法虽然 可 以达到 分度 精度 和基 节 误 差的要 求 ． 是 由 干螺旋 角大 ， 面粗 糙度 很难 达到要 但 齿 求 ， 面有明显 的波纹 。 齿机 最大 磨削 螺旋角 是 ４ ＝所 齿 磨 ５， 以无法 采用磨 齿 加工 ；蜗杆磨 床 只能磨 阿基 米德 蜗杆 和 法向直 廓蜗 杆 ， 且该 蜗杆 的模 数和直 径都 小 ， 出了蜗 并 超 杆磨床 的技 术规格 如 何提高 蜗杆 的齿面粗 糙度 ， 为加 成 的技 术关键 经 过反 复实 践 ， 最后 采用 抛齿 的方法 成功 地解 决了该 蜗杆 的齿 面粗 糙度 问题 。精滚 后 的蜗 杆经 过 抛 ， 齿面 粗糙 度达 到了设 计要求 ． 使
抛 齿是齿轮 精加 工方 法之 一。抛 齿法 是用 木质或 软 金属 制成 的抛 光轮 ，在与 被抛 光的 齿轮作 自由啮合 运动 中． 助于抛 光膏 的作 用 ， 高齿 面光 清度 的一种 化学一 借 提 机械 作用 。 由于 被抛 齿轮是 渐开 线 多头蜗 杆 ，抛 光轮 设计 战蜗 轮 被抛 蜗杆 穿在 心轴上 ．Ｌ 一， ｔ轴装在 车 床上 两顶尖 之问 。 抛 齿 Ｔ具 夹持 在刀 架上 ， 整垫片 ， 调 使抛 光蜗 轮的 中截丽 通 过被抛 蜗杆 的轴心 线 ， 以保证 正确啮 合。 抛 光时 的运动 很简单 ． 开动车 床 ， 件蜗 杆带动 抛光 工 蜗轮 自由转 动 ， 手摇 刀架手 柄 ， 抛光 蜗轮 与被抛 蜗杆 紧 使 密啮 台 ． 成齿 ｔ ￣的压力 ， 形 Ｔ 】 ４ ｆ 通过 相 对滑动 和抛光 剂 的作 州． 便起 到抛 光作 用。为了使 蜗杆沿 齿长 两侧齿 面均匀 抛 到 ， 须通 过车 床的 溜板实 现正 、 向走 刀＝因 为抛光 蜗 还 反