[科普中国]-螺旋齿轮

螺旋齿轮（Helical Gears）是“螺旋齿圆柱齿轮”的简称，即齿线为圆柱螺旋线的圆柱齿轮，用于传递既不相交，又不平行轴间的运动。从单个齿轮来看，它与用于传递平行轴间运动的斜齿轮相同，唯独后者螺旋角较小(一般为7度～15度)，且相啮合齿轮的螺旋角大小相同，旋向相反，但前者无此限制。1

简介螺旋齿轮，是最常见的弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮，在很多工业领域，特别是汽车工业获得了重要的应用。螺旋齿轮是机械传动系统的主要零件之一，其齿面结构复杂，切齿机床结构及其加工调整最为复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形及装配误差等都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得螺旋齿轮在设计和制造中的质量控制极其困难。2

加工工艺概述螺旋齿轮齿面结构复杂，其加工精度及啮合质量的控制一直是齿轮制造技术中的难题。螺旋齿轮是机械传动系统的主要零件之一，其齿面精度和啮合质量是保证机械产品效率、噪声、传动精度和使用寿命等综合性能的关键。由于螺旋齿轮的几何特性、啮合过程及其切齿机床结构，使其加丁调整最为复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形及装配误差等都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得螺旋齿轮在设计和制造中的质量控制极其困难。而其特殊的用途与优异的啮合性能对齿面几何精度和啮合质量要求十分苛刻，因此，改善螺旋齿轮齿面加工精度及啮合质量一直是各国专家学者广泛关注和研究的对象，并成为齿轮制造的关键技术和终极目标。2

螺旋齿轮齿面加工技术与成形理论及其加工机床的发展密切相关，随着机床制造技术的不断提高、成形理论的不断完善，螺旋齿轮的加工质量也在不断提高。总体来看，目前螺旋齿轮加工机床发展与齿面加工技术大体分为两个阶段：传统机械铣齿机床及其加工技术、现代数控铣齿机床及其加工技术。传统机械铣齿机床结构复杂，传动链长且异常复杂，从而使得传动误差增大，在一定程度上降低了机床精度，导致齿轮加丁质量稳定性差，另外，传统机械铣齿机床的加工调整复杂，尤其是在加工批量小、参数不同的轮坯时，需要对机床上的刀位、轮位及各种挂轮装置等进行多次调整，这样才能获得较好的接触区，并且它对操作人员要求高，加工周期较长。2

齿轮滚刀是一个螺旋角较大而螺纹头数一般为1～3个齿，齿很长，并能绕滚刀分度圆柱多圈的螺旋齿轮。加工斜齿轮时，随着滚刀沿工件的轴向进给，工件还应附加一个与斜齿轮的螺旋角相匹配的旋转速度。3

齿轮特点1）螺旋向可改变中心距，传动比。

2）转向可由螺旋转变化改变。

3）磨损快。

4）点接触。

5）轴向力小。3

实际应用斜齿圆柱齿轮优点及应用

斜齿圆柱齿轮是螺旋齿轮中的一种，只有两轴平行时，才称为斜齿圆柱齿轮(图1)。它有以下几个优点：

(1)传动时接触的齿数较多，传动均匀噪声较小。

(2)能传递较大的动力。

(3)可以用于两轴相互平行或两轴成任意角度而不相交的情况。

所以螺旋齿轮应用比较广泛，尤其斜齿网柱齿轮用得较多，在近代的高速传动受冲击力大的传动和大马力的传动中，如电动机的直接传动、柴油机的齿轮传动等都要用到斜齿圆柱齿轮，机床的立铣头中也用到了斜齿圆柱齿轮的传动。4

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学