蝸杆傳動

蝸杆傳動

傳遞運動和動力的一種傳動
蝸杆傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動,兩軸線間的夾角可為任意值,常用的為90°。蝸杆傳動用于在交錯軸間傳遞運動和動力。蝸杆上隻有一條螺旋線的稱為單頭蝸杆,即蝸杆轉一周,渦輪轉過一齒,若蝸杆上有兩條螺旋線,就稱為雙頭蝸杆,即蝸杆轉一周,渦輪轉過兩個齒。
    中文名:蝸杆傳動 概述:蝸杆傳動是在空間交錯的兩 解釋:是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動 簡介:蝸杆傳動由蝸杆和蝸輪組成 特點:傳動比大,結構緊湊

簡介

蝸杆傳動由蝸杆和蝸輪組成,一般蝸杆為主動件。蝸杆和螺紋一樣有右旋和左旋之分,分别稱為右旋蝸杆和左旋蝸杆。

結構簡介

蝸杆傳動由蝸杆和蝸輪組成,一般啊杆兒自動蝸杆和螺紋一樣有右旋和左旋之分,分别稱為右旋蝸杆和左旗瞞杆。蝸杆一果條螺旋線的稱為單頭蝸杆,即蝸杆轉一周,蝸輪轉過一齒,若病杆上有兩條曝施!就稱為雙頭蝸杆,即蝸杆轉一周,蝸輪轉過兩個齒。

一般蝸杆與軸制成一體,稱為蝸杆軸。蝸輪的結構型式可分為3種形式。

①整體式:用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪。

②齒圈壓配式:輪毂為鑄鐵或鑄鋼,輪緣為青銅。

③螺栓聯接式:輪緣和輪毂采用鉸制孔,用螺栓聯接,這種結構裝拆方便。

特點

1.傳動比大,結構緊湊。蝸杆頭數用Z1表示(一般Z1=1~4),蝸輪齒數用Z2表示。從傳動比公式I=Z2/Z1可以看出,當Z1=1,即蝸杆為單頭,蝸杆須轉Z2轉蝸輪才轉一轉,因而可得到很大傳動比,一般在動力傳動中,取傳動比I=10-80;在分度機構中,I可達1000。這樣大的傳動比如用齒輪傳動,則需要采取多級傳動才行,所以蝸杆傳動結構緊湊,體積小、重量輕。

2. 傳動平穩,無噪音。因為蝸杆齒是連續不間斷的螺旋齒,它與蝸輪齒齧合時是連續不斷的,蝸杆齒沒有進入和退出齧合的過程,因此工作平穩,沖擊、震動、噪音都比較小。

3. 具有自鎖性。蝸杆的螺旋升角很小時,蝸杆隻能帶動蝸輪傳動,而蝸輪不能帶動蝸杆轉動。

4. 蝸杆傳動效率低,一般認為蝸杆傳動效率比齒輪傳動低。尤其是具有自鎖性的蝸杆傳動,其效率在0.5以下,一般效率隻有0.7~0.9。

5. 發熱量大,齒面容易磨損,成本高。

傳動類型

按蝸杆形狀的不同可分:

1.圓柱蝸杆傳動;

2.環面蝸杆傳動;

3.錐蝸杆傳動。

圓柱蝸杆

圓柱蝸杆傳動是蝸杆分度曲面為圓柱面的蝸杆傳動。其中常用的有阿基米德圓柱蝸杆傳動和圓弧齒圓柱蝸杆傳動。

①阿基米德蝸杆的端面齒廓為阿基米德螺旋線,其軸面齒廓為直線。阿基米德蝸杆可以在車床上用梯形車刀加工,所以制造簡單,但難以磨削,故精度不高。在阿基米德圓柱蝸杆傳動中,蝸杆與蝸輪齒面的接觸線與相對滑動速度之間的夾角很小,不易形成潤滑油膜,故承載能力較低。

②弧齒圓柱蝸杆傳動是一種蝸杆軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸杆傳動。在這種傳動中,接觸線與相對滑動速度之間的夾角較大,故易于形成潤滑油膜,而且凸凹齒廓相齧合,接觸線上齒廓當量曲率半徑較大,接觸應力較低,因而其承載能力和效率均較其他圓柱蝸杆傳動為高。

主要參數

各類圓柱蝸杆傳動的參數和幾何尺寸基本相同。為阿基米德圓柱蝸杆傳動的主要參數。通過蝸杆軸線并垂直于蝸輪軸線的平面,稱為中間平面。在中間平面上,蝸杆的齒廓為直線,蝸輪的齒廓為漸開線,蝸杆和蝸輪的齧合相當于齒條和漸開線齒輪的齧合。因此,蝸杆傳動的參數和幾何尺寸計算大緻與齒輪傳動相同,并且在設計和制造中皆以中間平面上的參數和尺寸為基準。

蝸杆的軸向齒距pX應與蝸輪的端面周節pt相等,因此蝸杆的軸向模數應與蝸輪的端面模數相等,以m表示,m應取為标準值。蝸杆的軸向壓力角應等于蝸輪的端面壓力角,以α表示,通常标準壓力角α=20°。

蝸杆相當于螺旋,其螺旋線也分為左旋和右旋、單頭和多頭。通常蝸杆的頭數Z1=1~4,頭數越多效率越高;但頭數太多,如Z1>4,分度誤差會增大,且不易加工。蝸輪的齒數Z2=iZ1,i為蝸杆傳動的傳動比,i=n1/n2=Z2/Z1。對于一般傳遞動力的蝸杆傳動,Z2=27~80。當Z2<27時,蝸輪齒易發生根切;而Z2太大時,可能導緻蝸輪齒彎曲強度不夠。以d1表示蝸杆分度圓直徑,則蝸杆分度圓柱上的螺旋升角λ可按下式求出 在上式中引入q=Z1/tgλ,則可求得蝸杆的分度圓直徑為d1=qm。式中q稱為蝸杆特性系數。為了限制滾刀的數目,标準中規定了與每個模數搭配的q值。通常q=6~17。蝸輪分度圓直徑d2=Z2m。

失效形式

在蝸杆傳動中,蝸輪輪齒的失效形式有點蝕、磨損、膠合和輪齒彎曲折斷。但一般蝸杆傳動效率較低,滑動速度較大,容易發熱等,故膠合和磨損破壞更為常見。

為了避免膠合和減緩磨損,蝸杆傳動的材料必須具備減摩、耐磨和抗膠合的性能。一般蝸杆用碳鋼或合金鋼制成,螺旋表面應經熱處理(如淬火和滲碳),以便達到高的硬度(HRC45~63),然後經過磨削或珩磨以提高傳動的承載能力。蝸輪多數用青銅制造,對低速不重要的傳動,有時也用黃銅或鑄鐵。為了防止膠合和減緩磨損,應選擇良好的潤滑方式,選用含有抗膠合添加劑的潤滑油。對于蝸杆傳動的膠合和磨損,還沒有成熟的計算方法。齒面接觸應力是引起齒面膠合和磨損的重要因素,因此仍以齒面接觸強度計算為蝸杆傳動的基本計算。此外,有時還應驗算輪齒的彎曲強度。一般蝸杆齒不易損壞,故通常不必進行齒的強度計算,但必要時應驗算蝸杆軸的強度和剛度。對閉式傳動還應進行熱平衡計算。如果熱平衡計算不能滿足要求,則在箱體外側加設散熱片或采用強制冷卻裝置。

傳動應用

蝸杆傳動常用于兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合。當要求傳遞較大功率時,為提高傳動效率,常取Z1=2~4。此外,由于當γ1較小時傳動具有自鎖性,故常用在卷揚機等起重機械中,起安全保護作用。它還廣泛應用在機床、汽車、儀器、冶金機械及其它機器或設備中,其原因是因為使用輪軸運動可以減少力的消耗,從而大力推廣。

相關詞條

相關搜索

其它詞條