蜗杆斜齿轮传动的应用及设计

段桂俊

摘 要：本文介绍了一种斜齿轮与蜗杆啮合来实现两交错轴之间运动的传动结构。这种结构具有传动比大、传动平稳、易于装配和加工等优点。在一定的情况下，可以替代蜗杆蜗轮传动结构。

关键词：蜗杆；斜齿轮

目前在传递两交错轴之间的运动、传动比大的机械结构中，通常采用蜗杆蜗轮传动。蜗杆蜗轮传动可以得到很大的传动比，两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大，且传动平稳、噪音很小，具有自锁性。但蜗轮蜗杆啮合传动时，有散热和磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料，因而成本较高。加工上，蜗轮加工需要专用的刀具，而斜齿轮不需要，从而会节省加工成本，缩短生产的周期。装配上，蜗杆蜗轮结构在装配过程中对其箱体上安装孔的空间位置要求很严格，且装配中蜗轮中心必须与蜗杆中心重合。蜗杆斜齿轮结构不存在以上装配问题。从而降低了装配的难度，大大提高了生产效率。

1 蜗杆斜齿轮传动的应用

蜗杆斜齿轮传动在国外已经有广泛的应用。如机床的溜板箱、一般的减速机构等。在国内我们通常采用蜗杆蜗轮传动来实现机床的变速和溜板进给等运动。而蜗杆斜齿轮传动结构经过设计计算及试验证明，在多数情况下可以替代蜗杆蜗轮传动结构。

2 蜗杆斜齿轮传动设计

我们用逼近法求β与γ的逼近值，来满足蜗杆斜齿轮传动的基本条件。可求得理想的蜗杆和斜齿轮加工参数。

2.2 蜗杆的齿形

在各种机械中广为采用的蜗杆传动，其蜗杆大多是圆柱形的，其中最简单的是阿基米德蜗杆，此外还有渐开线蜗杆和圆弧齿圆柱蜗杆。我们通常采用的蜗轮蜗杆传动是阿基米德蜗杆，它的法向齿形是圆弧形，轴向齿形是直齿形；而蜗杆斜齿轮传动所采用的蜗杆是渐开线蜗杆，所以它的法向齿形是40°直齿形（见图2），轴向齿形是圆弧形，两齿之间的距离为导程pz（见图3）。

3 结束语

蜗杆斜齿轮传动结构，不仅具有蜗杆蜗轮传动结构的优点，而且弥补了蜗轮、蜗杆在加工和装配工艺上的不足。斜齿轮加工不需要专用的特制刀具，成本低、生产的周期短。蜗杆斜齿轮传动结构不存在中心重合的装配问题，大大降低了装配的难度，提高了生产效率。在国外这种机械结构被广泛推广应用。

参考文献

[1]孙桓，陈作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1999：319-324.

[2]郝一舒，马士涛.塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动的非线性边界分析[J].机械科学与技术，2008，25（7）：45-48.

（作者单位：大连机床集团技术中心 数控研究所）