蜗轮蜗杆减速机传动原理详细说明

蜗轮蜗杆减速机传动原理详细说明。

蜗杆传动

蜗杆传动是一种在空间交错的两轴之间传递运动和动力的传动装置。两轴夹角可以是任意值，常用的是90°。蜗杆传动用于在交错轴之间传递运动和动力。

1.介绍

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆是传动部分。蜗杆传动和蜗杆螺纹一样分为右旋和左旋，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，即当蜗杆旋转一次时，涡轮转动一个齿；如果蜗杆上有两个螺旋，则称为双头蜗杆，即当蜗杆旋转一次时，涡轮转动两个齿。

2.特色。

(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I=Z2/Z1的公式可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头时，蜗杆必须转动Z2才能转动蜗轮一次，因此可以获得较大的传动比。动力传动一般采用传动比I = 10-80。在索引机制中，我可以达到1000。齿轮传动等大型传动需要多级传动，因此蜗杆传动结构紧凑、体积小、重量轻。

(2)传动平稳，无噪音。由于蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮齿啮合时是连续的，蜗杆齿不进入或退出啮合过程，因此工作稳定，冲击、振动和噪声相对较小。

(3)是自锁的。当蜗杆螺旋角很小时，蜗杆只能驱动蜗轮，而蜗轮不能驱动蜗杆转动。

(4)蜗杆传动效率低，一般认为比齿轮传动效率低。尤其是具有自锁特性的蜗杆传动，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分度面为圆柱形的蜗杆传动。

蜗杆传动，其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，其轴向面齿廓为直线。阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以容易制造，但难磨削，所以精度不高。在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度的夹角很小，难以形成润滑油膜，因此承载能力低。②螺旋圆柱蜗杆传动是蜗杆轴面(或法向面)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大，容易形成润滑油膜。而且凸凹齿廓啮合，齿廓在接触线上的等效曲率半径大，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。是阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。穿过蜗杆轴并垂直于蜗轮轴的平面称为中间平面。在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线。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，中间平面的参数和尺寸作为设计和制造的参考。

5.蜗杆传动。

蜗杆的轴向节距pX应等于蜗轮的端面节距pt，因此蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的端面模数，用m表示，m取标准值。蜗杆轴向压力角应等于蜗轮端面压力角，用α表示，标准压力角α通常为20°。

蠕虫相当于螺旋，它的螺旋也分为左旋和右旋、单头和多头。通常蜗杆头数量Z1 = 1 ~ 4个，蜗杆头数量越多，效率越高。但如果头太多，如Z1>4，分度误差会增大，加工困难。蜗轮齿数Z2=iZ1，I为蜗杆传动的传动比，i=n1/n2=Z2/Z1。对于一般的蜗杆传动进行动力传递，z2 = 27 ~ 80。当Z2

6.失败形式。

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。但是一般的蜗杆传动效率低，滑动速度快，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、耐磨和抗胶合的性能。蜗杆一般由碳钢或合金钢制成，螺旋表面应进行热处理(如淬火和渗碳)以达到高硬度(HRC 45 ~ 63)，然后研磨或珩磨以提高传动的承载能力。大多数蜗轮由青铜制成，这对于低速传动并不重要，有时使用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的润滑方法，并应选择含有抗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，有时还应检查齿轮齿的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，不需要计算齿的强度，但必要时应检查蜗杆轴的强度和刚度。闭式传动也要进行热平衡计算。如果热平衡计算达不到要求，可在箱体外部加装散热片或采用强制冷却装置。

7.结构简介。

一般把蜗杆和轴做成一体，称为蜗杆轴。蜗轮结构可分为三种:蜗杆传动。①整体式:用于小直径铸铁和青铜蜗轮。②压配式齿圈:轮毂为铸铁或铸钢，轮辋为青铜。③螺栓连接方式:轮圈与轮毂采用螺栓铰接连接，便于拆装。

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，或者做间歇工作的地方。

当需要蜗杆传动传递大功率时，常采用Z1 = 2 ~ 4来提高传动效率。此外，由于γ1小时传动是自锁的，为了安全保护，经常用在卷扬机等起重机械上。也广泛应用于机床、汽车、仪器仪表、冶金机械等机器或设备。原因是轴运动的使用可以减少力的消耗，所以被广泛推广。

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