双导程蜗杆
双导程蜗轮蜗杆在机床设计中的应用
１ ）双 导 程 蜗 轮 副 是 用 蜗 杆 轴 向移 动 来 调 整
啮合 侧 隙 的，啮合 间隙可 调整 得很 小 ，能始 终保
实现 回转进给运动而且还需要有消除传动侧隙的 功 能 ，所 以选 用 双导程 蜗 杆蜗轮 副 。双 导程 蜗杆 蜗轮 副 的啮合侧 隙 ，对传 动 、定位 精度影 响很 大 ， 因此 ，消 除其 侧 隙就成 为 设计 中 的关键 问题 。本 文介绍的这种新结构可应用于各类数控机床 ，凡 是大 型机 床 需要 分度 定位 功能 的主 轴机 构 中 ，均
构。
针对 现有 数控 重型 卧式车床 中 Ｃ轴 结构 刚度 不 足 的缺陷 ，为 了提高机 床 的整体 性 能，并 使 Ｃ 轴传 动 结构 更加 简单 实用 又不 降低 主轴传 动 的性 能 ，在 现有 结构 的数控 机床 中，通 过在 主轴 箱体
附近 的适 当位 置 ，设 计一 个功 能模 块 ，使机 床主
双 导程 蜗轮 蜗杆 传动 机构 的研 制成 果通 过 有
如 图 ２所示 ，将蜗 轮 安装在 主轴 上 ，并将 其
固定 ，蜗轮 内孔上 安装 有轴 承使 蜗轮 可 以在其 上 旋 转 ，蜗轮 安装 好后 将 轴套 安装 在主 轴箱 体上 并 用 螺钉 固定 ，球承轴 安 装在 轴套 中 并用卡 圈将 球
从而 保证 了Ｃ 具有 很高 的定位 精度 和重 复定位 轴
作 者简 介 ：洪春 萍（９３ ，女 ，助理 工程 师 ，主要 从事 机床 设计 研究 工作 。 １７ 一）
９ ８
机 电技术
提 高 了主 轴分度 定位 精度 。
２１ 年４ ０２ 月
图 １ Ｃ 轴 双 导 程 蜗轮 蜗 杆进 给 装置 结构 图
１ ． ；２端齿 盘 活塞 ．
双导程蜗杆传动
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。
蜗杆
双线蜗杆的两级优化设计双导程蜗杆蜗轮传动是一个方便的消隙机构，它可用于精密机械工具和导向装置。
目的是尽量减少蜗杆和齿轮之间的摩擦力。
约束条件包括蜗杆几何体，应力，位移和蜗杆的固有频率。
为了避免困难的三维优化问题，本文介绍一种两阶段优化方法。
第一级优化使用一个近似模型，在这阶段蜗杆的线程是近似的元素。
蜗杆和蜗轮的节圆直径、模数以及左右侧模块的差异是设计变量。
第二级优化使用真正的三维实体模型与连续螺旋线确定最佳形状的蜗杆线程。
实例表明这是可行的和有效的。
关键词：机械设计；双导程蜗杆；两阶段优化引言蜗轮蜗杆齿轮组是一个重要的机械传动机构，这一装置优点在于其较高减速比和紧凑的尺寸。
这一机构的缺点是功率的损失相对其他类型的齿轮组高。
工业上蜗杆蜗轮组主要用于减速器、导向和定位装置。
因为蜗杆蜗轮组几何性质和动力传输机构不同于其他类型的齿轮，很多运动学和接触蜗杆和蜗轮齿的研究已经进行了1–[7]。
由于近年来高科技产业的蓬勃发展，对精密的机器和精密的制造工艺的需求迅速增加。
精确定位的切割工具或工件的关注重点精密机械制造工艺。
在机械领域精密齿轮和滚珠丝杠实现这些目标的关键部件。
但是众所周知，即使在最高级别的精密齿轮中齿间间隙仍不能消除。
反弹是影响定位精度的主要因素之一。
黑尔和斯洛克姆[ 8]提到一些美国隙设计专利。
其中之一是用于蜗轮蜗杆齿轮传动。
其设计理念是类似于一个滚珠螺杆。
在蜗杆的线程和蜗轮的齿牙之间插入滚珠，尽量减小蜗杆蜗轮之间反弹间隙。
这种设计成本高。
一种更便宜的方法，这是本文提到的，使用的是双导程蜗杆蜗轮组。
蜗杆的双引线是特别设计的，有两种不同导致双向的蜗杆线程。
由于不同的引导线，两侧的线程在轴向方向的厚度不同。
这种设计的优点是蜗杆蜗轮之间的间隙可以通过旋转蜗杆轴调整最适宜的线程确保蜗杆与蜗轮齿配合来减小。
拜尔和纂[ 9]讨论了几何型双导程蜗轮蜗杆。
先进的数学模型可以用来做接触分析与研究。
本文拜尔和纂[ 10 ]提出另外讨论接触牙齿，接触比率和双导程蜗轮蜗杆传动运动误差。
双蜗杆可变导程
双蜗杆可变导程
双蜗杆可变导程是一种变速传动装置，主要由两个蜗杆和一个蜗轮组成。
蜗轮是一个带有蜗杆的圆盘，两个蜗杆通过蜗轮的啮合使其旋转。
双蜗杆可变导程的特点是具有可变导程的能力。
导程是蜗轮每转一圈时蜗杆前进的距离。
传统的单蜗杆传动只有一种固定的导程，而双蜗杆可变导程则可以根据需要调整导程的大小。
这种变速装置的优点在于可以根据实际需求进行导程的调整，从而实现不同速度的输出。
这对于某些需要精确调节转速和输出力的机械设备来说非常重要。
双蜗杆可变导程通常被用于一些需要精密控制的应用，如机床、自动化生产线、汽车和航空等领域。
它可以根据不同工况的要求进行导程的调整，从而提高工作效率和精度。
总的来说，双蜗杆可变导程是一种非常实用的变速传动装置，具有调节导程的能力，适用于需要精密控制的机械设备。
蜗杆传动
蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。
蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分蜗杆传动，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。
蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。
由蜗杆与蜗轮互相啮合组成的交错轴间的齿轮传动（图1）。
通常两轴的交错角为90°。
一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。
蜗杆传动的传动比大，工作平稳，噪声小，结构紧凑，可以实现自锁。
但一般的蜗杆传动效率较低，蜗轮常须用较贵的有色金属（如青铜）制造。
蜗杆传动广泛用于分度机构和中小功率的传动系统。
单级蜗杆传动的传动比常用 8～80。
在分度机构或手动机构中蜗杆传动的传动比可达300,用于传递运动时可达到1500。
蜗杆传动-类型蜗杆传动有多种类型，如表所示。
蜗杆传动圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。
其中常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动（图2）。
①阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，其轴面齿廓为直线。
阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以制造简单，但难以磨削，故精度不高。
在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度之间的夹角很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。
②弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。
在这种传动中，接触线与相对滑动速度之间的夹角较大，故易于形成润滑油膜，而且凸凹齿廓相啮合，接触线上齿廓当量曲率半径较大，接触应力较低，因而其承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高。
蜗杆传动-主要参数各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。
图3为阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。
通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平面。
在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线，蜗杆和蜗轮的啮合相当于齿条和渐开线齿轮的啮合。
因此，蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计和制造中皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。
多头双导程蜗杆副的加工及安装调整
多头双导程蜗杆副的加工及安装调整战淑红【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】2页(P29-30)【作者】战淑红【作者单位】长春一汽教育培训中心,吉林,130011【正文语种】中文随着组合机床和数控机床的发展，机床部件的传动精度越来越高，传动功率范围大，要求传动平稳无振动，正反转无冲击。
因此，双导程的蜗杆蜗轮副被广泛用于铣削头、镗削头及分度、回转装置等部件中。
德国FES蜗杆蜗轮传动装置中采用了大模数、多头的双导程渐厚蜗杆副。
下面以德国许勒勒·患勒公司的蜗杆传动装置为例，介绍蜗杆、蜗轮的加工及安装调整技巧。
由于双导程蜗杆左右两侧齿面的导程不相等，因此两齿面具有不同的模数，但同名齿侧的导程却是一个定值。
这样左右齿面分别具有各自的节点Pz、Py，而与之相啮合的蜗轮左右齿面的节圆（即相对齿面的分度圆）也与公称值不相同。
双导程蜗杆传动特点如下：（1）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。
（2）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。
（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，左右齿面的导程角也不相等。
在加工蜗杆螺旋面时，必须分别按两齿面的导程计算交换齿轮。
在磨削螺旋面时，还应按公称分度圆柱上左右齿面的导程角，分别调整砂轮的安装角度。
（5）蜗轮的齿部加工，一方面要用与蜗轮啮合的蜗杆具有相同设计参数的滚刀，另一方面滚刀的安装应该和蜗杆装配的实际情形完全一致，即中心距应严格一致，滚刀齿厚簿端对蜗轮基面方向应严格一致。
此外，滚刀标准牙中心要严格对准蜗轮的回转中心。
1.蜗杆的加工德国FES蜗杆蜗轮传动装置中的双导程蜗杆基本参数：公称模数m=8，头数t=5，右旋蜗杆，公称导程角β =20°19′23″，左齿面模数 m左 =7.84、右齿面模数m 右=8.16。
蜗轮蜗杆计算
蜗轮蜗杆计算蜗杆传动当两根轴在90度相交，但它们既不平行也不相交时，采用蜗轮传动。
在蜗轮传动中，蜗杆是主动部件，蜗轮是被动部件。
蜗轮传动具有以下特点:1)结构紧凑，可获得较大的传动比，一般传动比为7-80。
2)运行稳定，无噪声3)传输功率范围大4)自锁5)传动效率低，蜗轮蜗杆往往由有色金属制成。
蜗杆的螺杆可分为单头螺杆和多头螺杆。
传动比计算公式如下:I = N1 / N2 = Z / KN1为蜗杆转速，N2为蜗轮转速，K为蜗杆头数，Z为蜗轮齿数蜗轮蜗杆机构1、目的:蜗轮蜗杆机构通常用于在两根交错轴之间传递运动和动力。
蜗轮和蜗杆相当于中间平面上的齿轮和齿条，蜗杆和螺杆的形状相似。
\ 二、基本参数：模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。
其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角，亦即蜗轮轴面的模数和压力角，且均为标准值；蜗杆直径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值，三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件1 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等於蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等於蜗杆的轴面压力角且为标准值，即m2 当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。
四、几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需注意的几个问题是：蜗杆导程角()是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小於啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q小则导程角增大，传动效率相应提高。
蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。
与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等於，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等於，而是。
双导程蜗杆在CA6140车床上的加工难点解决方法
双导程蜗杆在CA6140车床上的加工难点解决方法摘要：针对双导程蜗杆在普通车床上加工中的实际困难，本文以生产中一产品为实例，从挂轮计算、刀具选择、操作方法三方面介绍了蜗杆部分在CA6140车床上的加工方法，解决了生产中的实际困难，起指导生产的作用。
关键词：双导程蜗杆；挂轮计算；加工方法；刀具中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）08-0055-01 引言双导程蜗杆因其啮合间隙可调整较小，传动精度高，目前在要求连续精确分度的结构中被采用。
但因双导程蜗杆导程较大，基准齿左右两侧齿面的导程不相等，且大都为繁琐的小数，在加工过程中存在挂轮计算和操作两大困难。
现以图1所示零件在C6140车床上的加工谈一下其难点解决方法。
（技术参数见表1）。
.1 挂轮计算1.1 选一个与被加工基准齿左右两侧轴向齿距接近的一个标准导程Pn=12mm。
加工时，将机床各手柄扳向铭牌中Pn=12mm所示档位。
则挂轮箱中原A、B两轮挂轮比为：u原=A/B=63/75。
1.2 加工左右两侧不等导程时，挂轮箱中在保留原63、75挂轮基础上，需对齿轮C、D进行计算。
u左=C/D=Pn左/Pn=12.66/12=1.055=76/72；u右=C/D=Pn右/ Pn=12.473/12=1.0394=53/51。
1.3 对挂轮C/D进行误差检验：T左=76/72×12-12.66=＋0.0067；T右=53/51×12-12.473=-0.0024。
满足技术参数相邻轴向齿距极限偏差±0.008加工要求。
1.4 确定挂轮箱中齿轮，进行齿轮搭配验算加工左侧Pn左=12.66时u新左=A/B×C/D=63/75×76/72；加工右侧Pn右=12.473时u新右=A/B×C/D=63/75×53/51。
经检验，左右两侧挂轮都符合挂轮搭配规则。
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双导程蜗杆传动
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。
……
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
2 ．齿厚增量系数
……
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
……
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。
aaaa双导程蜗杆简单说就是蜗杆的齿厚是变化的，这样就可以调整蜗轮蜗杆的间隙达到最佳状态。
另外，当使用过程造成蜗轮蜗杆的间隙变大，可以通过调整蜗杆的轴向位置，使蜗轮蜗杆的间隙变小。
方法是先加工蜗杆的一条螺旋线，按标准模数来确定蜗杆的螺距，当加工快到尺寸时，留出一定的余量，要根据模数大小而定，这时在这个蜗杆的螺纹的另一面对刀，并根据设计要求将车床的螺距调到相应的新螺距，这个螺距与先加工的螺距相差非常小，以致，每个螺距只相差0.10左右，这样，几个螺距就会使齿厚逐渐变化了。
加工时要注意：1、要有一个测量基准点，最好是画上线，保证每次都测的是
这个地方，这点应是蜗杆齿部的中心点（与蜗轮的齿相啮合部），应保证该点的齿厚比标准稍厚一点。
2、加工第二条螺纹时，应对刀时考虑这一刀应该是开始切削时切得多，刀越向前走切得越少，防止扎刀。