蜗杆副·环面蜗杆副

蜗杆副的双接触线
蜗杆副在啮合过程中，共轭齿面在同一瞬间呈现两条接触线的现象。通常环面蜗杆副具有这种啮合特性，该特性是评定蜗杆副啮合特性优劣的重要标准。

央脊线
见“原始型”直廓环面蜗杆配对蜗轮齿面。

环面蜗杆副
由环面蜗杆与其配对(对偶)蜗轮组成的蜗杆副图6-105。可分单包围环面蜗杆副和双包围环面蜗杆副两类。亦可按工艺参数变化情况分为“原始型”环面蜗杆副与“修正型”环面蜗杆副。

单包围环面蜗杆副
环面蜗杆与分度曲面为圆柱面的蜗轮配对组成的交错轴(通常∑=90°)齿轮副，称单包围环面蜗杆副。其分类如下：

环面蜗杆副的几何尺寸图
标注着环面蜗杆副各个几何尺寸和名称（多用代号表示），并明显表明它们之间相互关系的啮合图（图6-106）。

直廓环面蜗杆副
由直廓环面蜗杆与其用直接展成法加工的蜗轮所组成的环面蜗杆副。分“原始型”直廓环面蜗杆副和“修正型”直廓环面蜗杆副两大类。属于单包络双包围环面蜗杆副。

直廓环面蜗杆传动
直廓环面蜗杆与其配对蜗轮，各绕其支承轴线按既定传动比转动，以传递运动与转矩，这种蜗杆副称直廓环面蜗杆传动。

“原始型”直廓环面蜗杆副
由“原始型”直廓环面蜗杆与用直接展成法加工的配对蜗轮组成的蜗杆副。通常轴交角∑=90°，属于双包围环面蜗杆副。原始型直廓环面蜗杆副的主要啮合特点是：瞬时啮合齿数多；诱导曲率半径大；接触线形状极有利于液体动压油膜的形成；蜗轮齿面上分三个区域，Ⅰ、Ⅲ区为非共轭区；Ⅱ区为共轭区，呈“洼坑”形状，在Ⅱ区内有两条瞬时接触线同时参与工作，在啮合过程中自然形成“油穴”。两条瞬时接触线中，有一条位在蜗轮轮齿中央，“洼坑”的一端(图6-107)，在啮合过程中位置不变，称为“静线”(a-b线)，另一条从“洼坑”另一端(c-d线)开始工作，随着工作时间的延续以很高的速度滑移，向“静线”靠拢，当与a-b线合扰的瞬间轮齿脱开工作，这条在工作中滑移的瞬时接触线称“动线”。动线的移动过程（1→2→3→4）是产生动压，形成动压油膜的过程，所以该蜗杆具有良好的动压润滑状态，具有承载能力大，传动效率高的优点；“原始型”直廊环面蜗杆副，对安装精度要求极高，用飞刀加工蜗轮很难产生“洼坑”和双接触线，而滚刀工艺复杂，成本高，再加上有效共轭区面积很小，所以“原始型”直廓环面蜗杆副很难实现理想的啮合效果。目前采用的“修正型”直廓环面蜗杆副基本上克服了其不足。

“修正形”直廓环面蜗杆副
由“修正型”直廓环面蜗杆与用直接展成法加工的配对蜗轮组成的环面蜗杆副。通常轴交角∑=90°，属于双包围环面蜗杆副。它和“原始型”直廓环面蜗杆副相比，除有一系列共同优点外，还具有下列几个特殊点：不存在中央“静线”(棱线)接触(见“原始型”直廓环面蜗杆副)，呈现双接触线的有效工作区Ⅱ的面积明显扩大(图6-108)，双接触线都变成了相对滑移的“动线”；接触线形状更有利于液体动压油膜的形成；改善了安装条件；基本上克服了“原始型”直廓环面蜗杆副的不足。适用于大功率、大尺寸、高速度的动力蜗杆传动。这类蜗杆在我国已普遍采用。

修形中心距改变量
切削“修正型”环面蜗杆时，机床中心距a₀与蜗杆副名义中心距a之差，即△a=a₀-a。

双包围环面蜗杆副
环面蜗杆与分度曲面为圆环面的蜗轮相配（对偶）组成的交错轴齿轮副（轴交角∑=90°）称双包围环面蜗杆副。

平面蜗轮副
由平面齿轮(直齿或斜齿)与配对蜗杆组成的环面蜗杆副。属于单包围环面蜗杆副(图6-109)。通常是指一次平面包络环面蜗杆副。平面蜗轮副这个名词已不再应用。

法向直廓环面蜗杆副
由法向直廓环面蜗杆与其直接展成的蜗轮组成的环面蜗杆副。属于车削型双包围环面蜗杆副。它具有直廓环面蜗杆副的啮合特性，同时改善了蜗杆的切削工艺。“角修正”法向直廓环面蜗杆副，消除了棱边接触，两条接触线的滑移面积都有所增大，改善了啮合特性，提高了承载能力和传动效率。见图6-110。

二次包络环面蜗杆副
以蜗轮（齿轮）为产形轮，展成环面蜗杆，然后再以蜗杆为产形轮，展成蜗轮，这时该蜗轮与配对的产形轮（蜗杆）组成的环面蜗杆副称二次包络环面蜗杆副。亦称双包络环面蜗杆副。它也必然是双包围环面蜗杆副。

平面二次包络环面蜗杆副
由直齿（或斜齿）平面包络环面蜗杆与其作为产形轮（滚刀）直接展成的蜗轮，组成的环面蜗杆副。轴交角通常为∑=90°。属于双包围环面蜗杆副。可分“原始型”和“修正型”两种。平面二次包络环面蜗杆副的主要特点有：蜗杆磨削工艺良好；可以获得高精度硬齿面平面二次包络环面蜗杆副；啮合齿数多，安装工艺好，齿面有效啮合区比直廓环面蜗杆副、平面一次包络环面蜗杆副都大；有极有利于液体动压油膜形成的接触线形状(图6-111)；可实现双接触线同时参与工作，且两接触线相交。“修正型”平面二次包络环面蜗杆副具有更优越的啮合特性，无论是工艺性，啮合区、接触线形状，以及实用性都有明显改善。所以目前多用“修正型”平面二次包络环面蜗杆副。该蜗杆副适用于大功率、大尺寸、较高速度的动力蜗杆传动装置。

一次包络环面蜗杆副
广义地讲，环面蜗杆副中的蜗杆和蜗轮齿面只有一个齿面是既定产形轮的包络面，亦即只有一个齿面是用展成法加工而成的环面蜗杆副统称一次包络环面蜗环副。现已成狭益的习惯用语，即蜗杆齿面是蜗轮齿面的包络面，而蜗轮面不是蜗杆齿面的包络面，这种情况下蜗杆与蜗轮组成的环面蜗杆副称一次包络环面蜗杆副，蜗杆与蜗轮成单包围，故一次包络也有的称单包围。当然这种称呼不一定恰当。

平面一次包络环面蜗杆副
由直齿（或斜齿）平面齿轮与用其作为产形轮展成的平面包络环面蜗杆组成的环面蜗杆副（图6-112）。通常轴交角为∑=90° 。属于单包围环面蜗杆副。由于蜗轮是平面圆柱齿轮，蜗杆是可展曲面，故蜗杆和蜗轮磨削工艺良好、可加工出高精高的硬齿面蜗杆和蜗轮；可用钢制蜗轮。安装工艺良好，可获得高精度的蜗杆副；适用于大尺寸、高精度的分度机构，亦可用于动力蜗杆传动。该种蜗杆副的接触线形状有利于液体动压油膜的形成，蜗杆副在工作过程中仅在蜗轮齿面入口处参与啮合，另外它还具有环面蜗杆副的共有啮合特点（如啮合齿数多、重合度大等）。

锥面二次包络环面蜗杆副
端锥面包络环面蜗杆与其作为产形轮（滚刀）直接展成的蜗轮，所组成的环面蜗杆副。轴交角∑=90°。属于双包围环面蜗杆副。
该蜗杆副的啮合特性与一般二次包络环面蜗杆副相同，蜗轮齿面由两部分组成，所以有双接触线（都为曲线）（图6-113）参于工作，接触线分布比较合理，其形状有利于液体动压油膜的形成，特别是单头蜗杆副更为有利，其实用效果与平面二次包络环面蜗杆副相近。

渐开面一次包络环面蜗杆副
直齿（或斜齿）渐开线圆柱齿轮，与其作为产形轮展成加工出来的渐开面包络环面蜗杆组成的环面蜗杆副。通常轴交角∑=90° 。属于单包围环面蜗杆副。其啮合特性接近平面一次包络环面蜗杆副，但它的有效啮合区较小，蜗杆磨齿工艺较差，不适于硬齿面蜗杆，不过渐开线齿轮工艺性良好，所以尚有发展前途（图6-114）。

渐开面二次包络环面蜗杆副
渐开面包络环面蜗杆与其作为产形轮（滚刀）直接展成的蜗轮所组成的环面蜗杆副。该蜗杆副有与平面二次包络环面蜗杆副相近的啮合特性和使用性，但渐开面二次包络环面蜗杆副有效啮合区较小，蜗杆磨齿工艺差。

锥面包络环面蜗杆副
盘形端锥面铣刀(或砂轮)的轴线置在垂直蜗杆轴也垂直蜗轮轴的中间平面内，铣刀除绕自身轴线转动外，同时按照既定的传动比与中心距，蜗杆绕自身轴线，盘形刀具绕蜗轮轴线相对运动，这时刃面的包络面，即为环面蜗杆螺旋面，这种蜗杆称端锥面包络环面蜗杆。该蜗杆与直廓环面蜗杆相比，有良好的磨削工艺，刀具刃磨修形不影响蜗杆齿面形状，但和指状锥面包络环面蜗杆相比易产生挖根。

奥尔特曼环面蜗杆副
蜗杆节圆环面的母圆和蜗轮节圆不重合的环面蜗杆副。该蜗杆副和普通环面蜗杆副相比，加工和安装工艺都有较明显改善，并可实现“人工油涵”，改善润滑条件，故此，这种蜗杆副具有承载能力较大和传动效率较高的特性(图6-115)。

抛物线修形直廓环面蜗杆副
抛物线修形直廓环面蜗杆与其直接展成法加工的蜗轮所组成的直廓环面蜗杆副。

抛物线修形蜗杆传动
蜗杆经过抛物线修形的直廓环面蜗杆传动。

变位异速修形蜗杆传动
加工蜗杆时，成形刀具相对蜗轮毛坯的位置及传动比与蜗杆副的工作情况不同（即a₀≠a，i₀≠i），用这种方法加工的直廓环面蜗杆与其配对蜗轮组成的蜗杆传动，称变位异速修形蜗杆传动。曾称对称修形蜗杆传动。

变速比修形直廓环面蜗杆副
由变速比修形直廓环面蜗杆与其用直接展成法加工的蜗轮所组成的蜗杆副，即变速比修形直廓环面蜗杆副。它具有一般修正型直廓环面蜗杆的啮合特性。

变态环面蜗杆副
环面蜗杆副有多种变态形式，如图6-116所示。

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注：以上分类表中的各种蜗杆都有“原始型”和“修正型”两种。图中的变态形式都待研究。

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