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蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)及嚙合原理

2014年08月28日 11:46:55人氣:1785來源:上海豪冠機(jī)電設(shè)備有限公司

  蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的,用于傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,通常兩軸交錯(cuò)角為90°.在一般蝸桿傳動(dòng)中,都是以蝸桿為主動(dòng)件.從外形上看,蝸桿類似螺栓,蝸輪則很象斜齒圓柱齒輪.工作時(shí),蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動(dòng)和滾動(dòng).為了改善輪齒的接觸情況,將蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形,使之將蝸桿部分包住.這樣蝸桿蝸輪嚙合時(shí)是線接觸,而不是點(diǎn)接觸.
  
  齒輪減速機(jī)具有以下特點(diǎn):
  
  1.傳動(dòng)比大,且準(zhǔn)確.通常稱蝸桿的螺旋線數(shù)為螺桿的頭數(shù),若蝸桿頭數(shù)為z1,蝸輪齒數(shù)為z2,則蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2=n1/n2=z2/z1ω1/ωi=(3-60)通常蝸桿頭數(shù)很少(z1=1~4),蝸輪齒數(shù)很多(z2=30~80),所以蝸桿傳動(dòng)可獲得很大的傳動(dòng)比而使機(jī)構(gòu)比較緊湊.單級(jí)蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤100~300;傳遞動(dòng)力時(shí)常用i=5~83.
  
  2.傳動(dòng)平穩(wěn),無噪聲.因蝸桿與蝸輪齒的嚙合是連續(xù)的,同時(shí)嚙合的齒對(duì)較多.
  
  3.當(dāng)蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí),可以實(shí)現(xiàn)自鎖.=0.4~0.45.η=0.82~0.92.具有自鎖時(shí),η=0.75~0.82;z1=3~4時(shí),η=0.7~0.75;z1=2時(shí),η
  
  4.傳動(dòng)效率比較低.
  
  5.因嚙合處有較大的滑動(dòng)速度,會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦磨損,引起發(fā)熱,使?jié)櫥闆r惡化,所以蝸輪一般常用青銅等貴重金屬制造.
  
  蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)中過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的剖面稱為主剖面,如圖5.8.2-1所示。在主剖面內(nèi)反映了蝸桿蝸輪的主要尺寸參數(shù),因此是著重研究的剖面。
  
  1)蝸桿、蝸輪在主剖面內(nèi)的嚙合為漸開線齒條與齒輪的嚙合。
  
  2)在平行主剖面的其它剖面內(nèi),均有一對(duì)各不相同的非漸開線齒條齒輪嚙合,但無論相嚙合的齒廓形狀如何,均有一個(gè)嚙合點(diǎn)(接觸點(diǎn)),由無數(shù)個(gè)剖面的集合可知,蝸桿蝸輪的嚙合是線接觸,每對(duì)輪齒的嚙合也是逐漸進(jìn)入,逐漸退出,故接觸線也是由短→長→短變化。因此蝸桿蝸輪傳動(dòng)平穩(wěn),振動(dòng)噪聲小,承載能力高。
  
  3)在主剖面內(nèi)有基本參數(shù):模數(shù)和壓力角。對(duì)于蝸桿稱軸面模數(shù)ma1和軸面壓力角aa1;對(duì)于蝸輪稱端面模數(shù)mt2和端面壓力角at2。蝸桿蝸輪傳動(dòng)的正確嚙合條件為ma1=mt2=m;aa1=at2=a(=20°)
  
  4)蝸桿蝸輪傳動(dòng)可以獲得較大傳動(dòng)比。因?yàn)槲仐U的齒數(shù)z1較少,蝸輪的齒數(shù)z2可以很多,因此傳動(dòng)比i12=w1/w2=z2/z1可以很大,一般i12=10~100。在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)中,i12可達(dá)300以上。5)蝸桿蝸輪傳動(dòng)一般具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的螺旋線導(dǎo)程角l小于輪齒間當(dāng)量摩擦角時(shí),蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)將自鎖,即不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)(有關(guān)機(jī)構(gòu)自鎖性見第十章)。由于這種自鎖(self-locking)性,使蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)常用于起重裝置中。
  
  6)蝸桿蝸輪嚙合時(shí)輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度大,由此產(chǎn)生的摩擦、磨損也大。因此蝸輪常用錫青銅等減磨材料制造,成本較高。由于摩擦損失較大,故蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率較低,一般為h=0.7~0.8,有自鎖性的蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率小于0.5。
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