導程角

導程角也叫“螺紋升角”，在中徑圓柱或中徑圓錐上，螺旋線的切線與垂直於螺紋軸線的平面的夾角。在蝸輪蝸桿傳動中，蝸桿導程角是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角。

基本介紹

• 中文名：導程角
• 套用場合：蝸輪蝸桿，螺紋
• 作用：用於機械計算

區別

導程角：是螺紋的中徑展開的圓周線與螺旋線的夾角，計算方法：正切阿爾法=導程÷(中徑×3.14)。

區別：

1、圓柱面上，圓柱螺旋線的切線與通過切點的圓柱面直母線之間所夾的銳角，稱為螺旋角

2、在圓錐面上，圓錐螺旋線的切線與通過切點的圓錐面直母線之間所夾的銳角，也稱為螺旋角。

3、由螺旋邊緣與刀具中心軸形成的角。增大螺旋角β可以增大軸向重合度εβ=Bsinβ/πmn，一般要求εβ>1～1.15，提高傳動的平穩性和降低噪聲，使傳動平穩，但軸向力隨之增大(指斜齒輪)。同一軸上兩齒輪螺旋角方向應相同，以便軸向力相互抵消。把高速級螺旋角取大，低速級螺旋角取小，以減小低速級的軸向力，對某些設計亦是可取方案。適當選取β可湊中心距a，使a具有圓整的數值。如按抵消工具機交換齒輪誤差來確定螺旋角，可有效地減少滾齒加工齒輪的螺旋角誤差。

4、“牙型角”是規定的。圓柱管螺紋牙型角55度。

導程角描述

蝸桿導程角是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角

（1）在中間平面中，為保證蝸桿蝸輪傳動的正確嚙合，蝸桿的軸向模數m_a1和壓力角α_a1應分別相等於蝸輪的法面模數m_t2和壓力角α_t2，即：

m_a1=m_t2=m　α_a1=α_t2

蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關係為:

tanα_a=tanα_n/cosγ 　式中：γ-導程角。

（2）蝸桿的分度圓直徑d₁和直徑係數q：為了保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合，要用與蝸桿尺寸相同的蝸桿滾刀來加工蝸輪。由於相同的模數，可以有許多不同的蝸桿直徑，這樣就造成要配備很多的蝸輪滾刀，以適應不同的蝸桿直徑。顯然，這樣很不經濟。
為了減少蝸輪滾刀的個數和便於滾刀的標準化，就對每一標準的模數規定了一定數量的蝸桿分度圓直徑d₁，而把分度圓直徑和模數的比稱為蝸桿直徑係數q，即：
q=d₁/m

蝸桿頭數可根據要求的傳動比和效率來選擇，一般取z₁=1～10，推薦 z₁=1，2，4，6。
選擇的原則是：當要求傳動比較大，或要求傳遞大的轉矩時，則z₁取小值；要求傳動自鎖時取z₁=1；要求具有高的傳動效率，或高速傳動時，則z₁取較大值。
蝸輪齒數的多少，影響運轉的平穩性，並受到兩個限制：最少齒數應避免發生根切與干涉，理論上應使z_2min≥17，但z₂<26時，嚙合區顯著減小，影響平穩性，而在z₂≥30時，則可始終保持有兩對齒以上嚙合，因之通常規定z₂>28。另一方面z₂也不能過多，當z₂>80時(對於動力傳動)，蝸輪直徑將增大過多，在結構上相應就須增大蝸桿兩支承點間的跨距，影響蝸桿軸的剛度和嚙合精度；對一定直徑的蝸輪，如z₂取得過多，模數m就減小甚多，將影響輪齒的彎曲強度；故對於動力傳動，常用的範圍為z₂≈28～70。對於傳遞運動的傳動，z₂可達200、300，甚至可到1000。z₁和z₂的推薦值見下表：

i=z2/z1	z1	z2
≈5	6	29—31
7—15	4	29—61
14—30	2	29—61
29—82	1	29—82

（3）蝸桿的形成原理與螺旋相同，所以蝸桿軸向齒距p_x與蝸桿導程p_z的關係為p_z=z₁p_x

由下圖可知：

tanγ=p_z/(πd₁₎=z₁ p_a/(πd₁₎=z₁m/d₁=z₁/q

導程角γ的範圍為3.5°～33°。導程角的大小與效率有關。導程角大時，效率高，通常γ=15°～30°。並多採用多頭蝸桿。但導程角過大，蝸桿車削困難。導程角小時，效率低，但可以自鎖，通常γ=3.5°～4.5° 。

（4）傳動比 i=n₁/n_2。　蝸桿為主動的減速運動中 i=n₁/n₂=z₂/z₁ 　式中：n₁ -蝸桿轉速；n₂-蝸輪轉速。

減速運動的動力蝸桿傳動，通常取5≤i≤70，優先採用15≤i≤50；增速傳動5≤i≤15。

零件加工工藝

材料的選擇

1、具有優良的加工性能，能得到良好的表面光潔度和較小的殘餘內應力，對刀具磨損作用較小。

2、抗拉極限度一般不低於588MPa。

3、有良好的熱處理工藝性，淬透性好，不易淬裂，組織均勻，熱處理變形小，能獲得較高的硬度，從而保證蝸桿的耐磨性和尺寸的穩定性。

4、材料硬度均勻，金相組織符合標準。常用的材料有：T10A,T12A,45,9Mn2V,CrMn等。其中9Mn2V有較好的工藝性和穩定性，但淬透性差;優點是熱處理後變形小，適用於製作高精度零件，但其容易開裂，磨削工藝性差，蝸桿的硬度越高越耐磨，但製造時不易磨削。

定位基面選擇

套裝蝸桿以內孔加工基面，因此應先精加工內孔，然後以內孔為基面加工外圓及支承軸頸，螺紋的加工同樣以內孔為基面，因此需要心軸。一般精密分度蝸桿的內孔精度要求是很高的，有的需要進行研磨老保證精度。一般精度分度蝸桿內孔應不低於1級精度，表面粗糙度不低於0.12，內孔的端面振擺應不小於0.005mm。蝸桿裝在心軸上加工時，應首先檢查兩端軸肩的徑向跳動是否在規定允差之內，以後每道工序均應校驗，在蝸桿裝配時，同樣要校驗兩端軸肩的徑向跳動，心軸精度必須等於或高於與套裝蝸桿相配的軸精度。

整體蝸桿以中心孔為加工基面，對中心孔的要求很高，應該有保錐，保證光潔度和接觸面積，每道工序前要檢查和修正中心孔，對支承軸頸應保證與中心孔同軸度和本身的幾何精度，在半精加工和精加工工序前，都應檢查支承軸頸的徑向，跳徑和端面的軸向振擺是否在公差以內。

工藝路線

1、不淬火

備料——正火——粗車——（調製）——半精車外圓，粗車螺旋面——人工時效——精車（精磨）內孔端面——插鍵槽——半精車螺旋面——鉗（休整不完全齒）——半精磨外圓——精磨螺旋面——低溫時效——研中心孔——精磨外圓——精磨螺旋面

2、滲碳淬火

鍛造——退火——粗車——正火——半精車外圓及螺旋面——鉗（休整不完全齒）——滲碳——精車外圓(去不需滲碳部分)——淬火回火——研磨中心孔——車緊固螺紋——銑槽——半精磨外圓——半精磨螺旋面——低溫時效——研磨中心孔——精磨外圈及端面——精磨螺旋面

工件的安裝

1、在雙頂尖間雙頂尖間安裝：在實心軸兩端鑽中心孔，在空心軸兩端安裝帶中心孔的錐堵或錐套心軸，用車床主軸和尾座頂尖軸兩端中心孔的工件安裝方式。

2、使用跟刀架或中心安裝在加工長軸類零件時，用跟刀架或中心架與軸外圓表面接觸支承，以加強工件剛度，提高加工精度。跟刀架安裝在成創大拖把上，切削時隨大拖把移動。中心架單獨安裝在軸的中部。