导程角也叫“螺纹升角”,在中径圆柱或中径圆锥上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。在
蜗轮蜗杆传动中,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。
区别
导程角:是螺纹的中径展开的圆周线与螺旋线的夹角,计算方法:正切阿尔法=导程÷(中径×3.14)。
区别:
1、圆柱面上,圆柱螺旋线的切线与通过切点的圆柱面直母线之间所夹的锐角,称为螺旋角
2、在圆锥面上,圆锥螺旋线的切线与通过切点的圆锥面直母线之间所夹的锐角,也称为螺旋角。
3、由
螺旋边缘与刀具中心轴形成的角。增大螺旋角β可以增大轴向重合度εβ=Bsinβ/πmn,一般要求εβ>1~1.15,提高传动的平稳性和降低噪声,使传动平稳,但轴向力随之增大(指斜
齿轮)。同一轴上两齿轮螺旋角方向应相同,以便轴向力相互抵消。把高速级螺旋角取大,
低速级螺旋角取小,以减小低速级的轴向力,对某些设计亦是可取方案。适当选取β可凑中心距a,使a具有圆整的数值。如按抵消
机床交换齿轮误差来确定螺旋角,可有效地减少滚齿加工齿轮的螺旋角误差。
4、“牙型角”是规定的。圆柱管螺纹牙型角55度。
导程角描述
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
(1)在中间平面中,为保证蜗杆蜗轮传动的正确
啮合,蜗杆的轴向模数ma1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数mt2和压力角αt2,即:
ma1=mt2=m αa1=αt2
tanαa=tanαn/cosγ 式中:γ-导程角。
(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q:为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合,要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由于相同的模数,可以有许多不同的蜗杆直径,这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀,以适应不同的蜗杆直径。显然,这样很不经济。
为了减少
蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化,就对每一标准的模数规定了一定数量的
蜗杆分度圆直径d1,而把分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q,即:
q=d1/m
蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择,一般取z1=1~10,推荐 z1=1,2,4,6。
选择的原则是:当要求传动比较大,或要求传递大的转矩时,则z1取小值;要求传动自锁时取z1=1;要求具有高的传动效率,或高速传动时,则z1取较大值。
蜗轮齿数的多少,影响运转的平稳性,并受到两个限制:最少齿数应避免发生
根切与干涉,理论上应使z2min≥17,但z2<26时,啮合区显著减小,影响平稳性,而在z2≥30时,则可始终保持有两对齿以上啮合,因之通常规定z2>28。另一方面z2也不能过多,当z2>80时(对于动力传动),蜗轮直径将增大过多,在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距,影响蜗杆轴的
刚度和啮合精度;对一定直径的蜗轮,如z2取得过多,模数m就减小甚多,将影响轮齿的
弯曲强度;故对于动力传动,常用的范围为z2≈28~70。对于传递运动的传动,z2可达200、300,甚至可到1000。z1和z2的推荐值见下表:
(3)蜗杆的形成原理与螺旋相同,所以蜗杆轴向
齿距px与蜗杆导程pz的关系为pz=z1px
由下图1可知:
tanγ=pz/(πd1)=z1 pa/(πd1)=z1m/d1=z1/q
导程角γ的范围为3.5°~33°。导程角的大小与效率有关。导程角大时,效率高,通常γ=15°~30°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大,蜗杆
车削困难。导程角小时,效率低,但可以自锁,通常γ=3.5°~4.5° 。
(4)传动比 i=n1/n2。 蜗杆为主动的
减速运动中 i=n1/n2=z2/z1 式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。
减速运动的动力
蜗杆传动,通常取5≤i≤70,优先采用15≤i≤50;增速传动5≤i≤15。
零件加工工艺
材料的选择
1、具有优良的加工性能,能得到良好的
表面光洁度和较小的残余内应力,对刀具磨损作用较小。
2、抗拉极限度一般不低于588MPa。
3、有良好的
热处理工艺性,淬透性好,不易淬裂,组织均匀,热处理变形小,能获得较高的硬度,从而保证蜗杆的耐磨性和尺寸的稳定性。
4、材料
硬度均匀,金相组织符合
标准。常用的材料有:T10A,T12A,45,9Mn2V,CrMn等。其中9Mn2V有较好的工艺性和稳定性,但淬透性差;优点是热处理后变形小,适用于制作高精度零件,但其容易开裂,磨削工艺性差,蜗杆的硬度越高越耐磨,但制造时不易
磨削。
定位基面选择
套装蜗杆以内孔加工基面,因此应先精加工内孔,然后以内孔为基面加工外圆及支承轴颈,
螺纹的加工同样以内孔为基面,因此需要心轴。一般
精密分度蜗杆的内孔精度要求是很高的,有的需要进行研磨老保证精度。一般精度分度蜗杆内孔应不低于1级精度,
表面粗糙度不低于0.12,内孔的端面振摆应不小于0.005mm。蜗杆装在心轴上加工时,应首先检查两端轴肩的径向跳动是否在规定允差之内,以后每道工序均应校验,在蜗杆装配时,同样要校验两端轴肩的径向跳动,心轴
精度必须等于或高于与套装
蜗杆相配的轴精度。
整体蜗杆以中心孔为加工基面,对中心孔的要求很高,应该有保锥,保证光洁度和接触面积,每道工序前要检查和修正中心孔,对支承轴颈应保证与中心孔同轴度和本身的几何精度,在半精加工和精加工工序前,都应检查支承轴颈的径向,跳径和端面的轴向振摆是否在公差以内。
工艺路线
1、不淬火
备料——正火——粗车——(
调制)——半精车外圆,粗车螺旋面——人工时效——精车(精磨)内孔端面——插键槽——半精车螺旋面——钳(休整不完全齿)——半精磨外圆——精磨螺旋面——低温时效——研中心孔——精磨外圆——精磨螺旋面
锻造——退火——粗车——正火——半精车外圆及
螺旋面——
钳(休整不完全齿)——渗碳——精车外圆(去不需渗碳部分)——淬火回火——研磨中心孔——车紧固螺纹——铣槽——半精磨外圆——半精磨螺旋面——低温时效——研磨中心孔——精磨外圈及端面——
精磨螺旋面
工件的安装
1、在双顶尖间双顶尖间安装:在实心轴两端钻中心孔,在空心轴两端安装带中心孔的锥堵或锥套心轴,用
车床主轴和尾座顶尖轴两端中心孔的工件安装方式。
2、使用跟刀架或中心安装在加工长轴类零件时,用跟刀架或中心架与轴外圆表面接触支承,以加强工件刚度,提高加工精度。跟刀架安装在成创大拖把上,
切削时随大拖把移动。中心架单独安装在轴的中部。