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蜗轮蜗杆减速机传输原理详解

发表时间: 2022-06-02 10:49:27

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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蜗轮蜗杆减速机传输原理详解蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种传动。两轴之间的夹角可以是任意值,通常为90°。蜗杆传动用于在交错轴之间传递运动和动

蜗轮蜗杆减速机传输原理详解

蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种传动。两轴之间的夹角可以是任意值,通常为90°。蜗杆传动用于在交错轴之间传递运动和动力。

1 .简介

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,一般蜗杆是传动部分。和蜗杆一样,还有右旋和左旋蜗杆传动,分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。只有一个螺旋线的蜗杆称为单头蜗杆,即蜗杆转一圈,涡轮转一个齿。如果蜗杆上有两个螺旋线,则称为双头蜗杆,即蜗杆转一圈,涡轮转两个齿。

2.特征

(1)传动比大,结构紧凑。蜗杆头数用Z1表示(一般Z1=1~4),蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1可以看出,当Z1=1时,也就是蜗杆是单头的,蜗杆每转一圈就必须将Z2转到蜗轮上,这样就可以获得较大的传动比。一般在动力传动中,传动比I = 10-80;在索引机制中,我可以达到1000。像齿轮传动这样的大型传动,需要多级传动,所以蜗杆传动结构紧凑,体积小,重量轻。

(2)传输流畅无噪音。由于蜗轮齿是连续的螺旋齿,它与蜗轮齿的啮合是连续的,蜗轮齿没有进入和退出啮合的过程,所以工作平稳,冲击、振动和噪音都比较小。

(3)自锁。当蜗杆的螺旋角很小时,蜗杆只能带动蜗轮,而蜗轮不能带动蜗杆转动。

(4)蜗杆传动效率低。一般来说,蜗杆传动的效率低于齿轮传动。尤其是自锁蜗杆传动,其效率在0.5以下,一般效率只有0.7 ~ 0.9。

(5)热值高,齿面易磨损,成本高。

3.圆柱蜗杆

圆柱蜗杆传动是一种具有圆柱分度表面的蜗杆传动。

在蜗杆传动中,常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。①阿基米德蜗杆端面齿廓为阿基米德螺旋线,其轴面齿廓为直齿。阿基米德蜗杆可以用梯形车刀在车床上加工,所以制造简单,但磨削困难,所以精度不高。阿基米德圆柱蜗杆传动中,蜗杆与蜗轮齿面接触线与相对滑动速度之间的夹角很小,难以形成润滑油膜,因此承载能力较低。②螺旋圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹弧,蜗轮齿廓为凸弧的蜗杆传动。在这种传动中,接触线与相对滑动速度的夹角较大,容易形成润滑油膜。而且凸凹齿廓啮合,接触线上的齿廓等效曲率半径大,接触应力低,因此其承载能力和效率高于其他圆柱蜗杆传动。

4.主要参数

各种圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。它是阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。穿过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。在中平面上,蜗杆[1]的齿廓是直线,蜗轮的齿廓是渐开线。蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与渐开线齿轮的啮合。因此,蜗杆传动的参数和几何尺寸的计算与齿轮传动大致相同,在设计制造时以中平面上的参数和尺寸为基准。

5.蜗杆传动

蜗杆的轴向节距pX应等于蜗轮的端面节距pt,所以蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的端面模数,用M表示,取其为标准值。蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角,用α表示,标准压力角α= 20°。

蠕虫相当于螺旋,其螺旋可分为左旋和右旋,单头和多头。通常蜗杆头的数量Z1 = 1 ~ 4,数量越多效率越高。但如果头数太多,比如Z1>4,分度误差会增大,很难加工。蜗轮的齿数Z2=iZ1,I为蜗杆传动的传动比,i=n1/n2=Z2/Z1。对于一般传递动力的蜗杆传动,z2 = 27 ~ 80。当Z2

6.故障形式

在蜗杆传动中,蜗轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲断裂。但一般蜗杆传动效率低,滑动速度高,容易发热,所以胶合和磨损损坏比较常见。

蜗杆传动为了避免胶合和减缓磨损,蜗杆传动的材料必须具有减摩、耐磨和防胶合的性能。蜗杆一般用碳钢或合金钢制造,螺旋面要经过热处理(如淬火、渗碳)达到高硬度(HRC 45 ~ 63),再进行磨削或珩磨,以提高传动的承载能力。蜗轮大部分是青铜做的,对于低速传动不重要。有时使用黄铜或铸铁。为了防止胶合,减缓磨损,应选择良好的润滑方式,选用含有防胶合添加剂的润滑油。蜗杆传动的胶合和磨损尚无成熟的计算方法。齿面接触应力是造成齿面胶合和磨损的重要因素,因此齿面接触强度的计算仍然是蜗杆传动的基本计算。此外,有时还应检查轮齿的弯曲强度。一般蜗轮齿不易损坏,通常不需要计算齿的强度,但必要时应校核蜗杆轴的强度和刚度。密闭输送也应进行热平衡计算。如果热平衡计算不能满足要求,可在箱体外侧增加翅片或采用强制冷却装置。

7.结构介绍

一般蜗杆和轴做成一体,称为蜗杆轴。蜗轮的结构可分为三种:蜗杆传动。①整体式:用于铸铁和小直径青铜蜗轮。②齿圈压装式:轮毂为铸铁或铸钢,轮辋为青铜。③螺栓连接型:法兰和轮毂用螺栓铰接连接。这种结构便于安装和拆卸。

8.传输应用

蜗杆传动常用于两轴交错,传动比较大,传动功率不太大,或者工作间歇的场合。

当要求蜗杆传动传递大功率时,为了提高传动效率,常采用Z1 = 2 ~ 4。另外,由于γ1小时传动是自锁的,所以常用于卷扬机等起重机械中,起到安全保护的作用。也广泛应用于机床、汽车、仪器、冶金机械等机器或设备。原因是利用轴运动可以减少力的消耗,所以被广泛推广。

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