[科普中國]-螺旋齒輪

螺旋齒輪（Helical Gears）是“螺旋齒圓柱齒輪”的簡稱，即齒線為圓柱螺旋線的圓柱齒輪，用于傳遞既不相交，又不平行軸間的運動。從單個齒輪來看，它與用于傳遞平行軸間運動的斜齒輪相同，唯獨后者螺旋角較小(一般為7度～15度)，且相嚙合齒輪的螺旋角大小相同，旋向相反，但前者無此限制。1

簡介螺旋齒輪，是最常見的弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪，在很多工業(yè)領(lǐng)域，特別是汽車工業(yè)獲得了重要的應(yīng)用。螺旋齒輪是機械傳動系統(tǒng)的主要零件之一，其齒面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，切齒機床結(jié)構(gòu)及其加工調(diào)整最為復(fù)雜，同時加工刀具、機床參數(shù)設(shè)置、加載變形及裝配誤差等都會引起其嚙合、承載及振動性能的改變，使得螺旋齒輪在設(shè)計和制造中的質(zhì)量控制極其困難。2

加工工藝概述螺旋齒輪齒面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其加工精度及嚙合質(zhì)量的控制一直是齒輪制造技術(shù)中的難題。螺旋齒輪是機械傳動系統(tǒng)的主要零件之一，其齒面精度和嚙合質(zhì)量是保證機械產(chǎn)品效率、噪聲、傳動精度和使用壽命等綜合性能的關(guān)鍵。由于螺旋齒輪的幾何特性、嚙合過程及其切齒機床結(jié)構(gòu)，使其加丁調(diào)整最為復(fù)雜，同時加工刀具、機床參數(shù)設(shè)置、加載變形及裝配誤差等都會引起其嚙合、承載及振動性能的改變，使得螺旋齒輪在設(shè)計和制造中的質(zhì)量控制極其困難。而其特殊的用途與優(yōu)異的嚙合性能對齒面幾何精度和嚙合質(zhì)量要求十分苛刻，因此，改善螺旋齒輪齒面加工精度及嚙合質(zhì)量一直是各國專家學(xué)者廣泛關(guān)注和研究的對象，并成為齒輪制造的關(guān)鍵技術(shù)和終極目標(biāo)。2

螺旋齒輪齒面加工技術(shù)與成形理論及其加工機床的發(fā)展密切相關(guān)，隨著機床制造技術(shù)的不斷提高、成形理論的不斷完善，螺旋齒輪的加工質(zhì)量也在不斷提高?？傮w來看，目前螺旋齒輪加工機床發(fā)展與齒面加工技術(shù)大體分為兩個階段：傳統(tǒng)機械銑齒機床及其加工技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)控銑齒機床及其加工技術(shù)。傳統(tǒng)機械銑齒機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動鏈長且異常復(fù)雜，從而使得傳動誤差增大，在一定程度上降低了機床精度，導(dǎo)致齒輪加丁質(zhì)量穩(wěn)定性差，另外，傳統(tǒng)機械銑齒機床的加工調(diào)整復(fù)雜，尤其是在加工批量小、參數(shù)不同的輪坯時，需要對機床上的刀位、輪位及各種掛輪裝置等進行多次調(diào)整，這樣才能獲得較好的接觸區(qū)，并且它對操作人員要求高，加工周期較長。2

齒輪滾刀是一個螺旋角較大而螺紋頭數(shù)一般為1～3個齒，齒很長，并能繞滾刀分度圓柱多圈的螺旋齒輪。加工斜齒輪時，隨著滾刀沿工件的軸向進給，工件還應(yīng)附加一個與斜齒輪的螺旋角相匹配的旋轉(zhuǎn)速度。3

齒輪特點1）螺旋向可改變中心距，傳動比。

2）轉(zhuǎn)向可由螺旋轉(zhuǎn)變化改變。

3）磨損快。

4）點接觸。

5）軸向力小。3

實際應(yīng)用斜齒圓柱齒輪優(yōu)點及應(yīng)用

斜齒圓柱齒輪是螺旋齒輪中的一種，只有兩軸平行時，才稱為斜齒圓柱齒輪(圖1)。它有以下幾個優(yōu)點：

(1)傳動時接觸的齒數(shù)較多，傳動均勻噪聲較小。

(2)能傳遞較大的動力。

(3)可以用于兩軸相互平行或兩軸成任意角度而不相交的情況。

所以螺旋齒輪應(yīng)用比較廣泛，尤其斜齒網(wǎng)柱齒輪用得較多，在近代的高速傳動受沖擊力大的傳動和大馬力的傳動中，如電動機的直接傳動、柴油機的齒輪傳動等都要用到斜齒圓柱齒輪，機床的立銑頭中也用到了斜齒圓柱齒輪的傳動。4

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

宋春霖 - 副教授 - 江南大學(xué)