12蜗杆传动
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蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,一般蜗杆为主动件。
蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分蜗杆传动,分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。
蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆,即蜗杆转一周,蜗轮转过一齿,若蜗杆上有两条螺旋线,就称为双头蜗杆,即蜗杆转一周,蜗轮转过两个齿。
由蜗杆与蜗轮互相啮合组成的交错轴间的齿轮传动(图1)。
通常两轴的交错角为90°。
一般蜗杆为主动件,蜗轮为从动件。
蜗杆传动的传动比大,工作平稳,噪声小,结构紧凑,可以实现自锁。
但一般的蜗杆传动效率较低,蜗轮常须用较贵的有色金属(如青铜)制造。
蜗杆传动广泛用于分度机构和中小功率的传动系统。
单级蜗杆传动的传动比常用 8~80。
在分度机构或手动机构中蜗杆传动的传动比可达300,用于传递运动时可达到1500。
蜗杆传动-类型蜗杆传动有多种类型,如表所示。
蜗杆传动圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。
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(图2)。
①阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线,其轴面齿廓为直线。
阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工,所以制造简单,但难以磨削,故精度不高。
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之间的夹角很小,不易形成润滑油膜,故承载能力较低。
②弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。
在这种传动中,接触线与相对滑动速度之间的夹角较大,故易于形成润滑油膜,而且凸凹齿廓相啮合,接触线上齿廓当量曲率半径较大,接触应力较低,因而其承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高。
蜗杆传动-主要参数各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。
图3为阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。
通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面,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,蜗杆和蜗轮的啮合相当于齿条和渐开线齿轮的啮合。
因此,蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同,并且在设计和制造中皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆是一种常见的传动机构,广泛应用于机械设备中。
蜗轮蜗杆传动具有体积小、传动比大、传动平稳等特点,在机械设计中有着重要的应用价值。
蜗轮蜗杆传动是一种通用型的不可逆传动,典型的结构包括蜗轮和蜗杆两个部分。
蜗轮是一种螺旋状的齿轮,其齿面与蜗杆的蜗杆螺旋面相配合。
蜗杆是一种具有螺旋线形状的轴,其作为传动元件,通过旋转运动驱动蜗轮。
蜗轮齿与蜗杆螺旋线的位置关系使得蜗轮只能顺时针旋转,而无法逆时针旋转。
这种结构特点决定了蜗轮蜗杆传动是一种不可逆传动。
蜗轮蜗杆传动的主要工作原理是靠蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿轮面的啮合来实现传动。
在传动过程中,蜗杆通过旋转带动蜗轮转动,从而实现动力传递。
由于蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿轮面接触面积小,所以传动效率相对较低。
为了提高传动效率,降低摩擦损失,需要在蜗轮齿面和蜗杆螺旋面之间添加润滑油。
蜗轮蜗杆传动具有很高的传动比,可达到1:40以上,因此在机械设备中常常使用蜗轮蜗杆传动来实现大速比的传动。
例如在起重机构中,通常采用蜗轮蜗杆传动来提高起重高度。
此外,蜗轮蜗杆传动还可以实现两个轴的不同速度传动,例如在机械车床中使用蜗轮蜗杆传动来实现工件的不同转速。
在机械设计中,蜗轮蜗杆传动的设计需要根据实际应用情况确定传动比、工作环境要求等参数。
首先需要确定传动比,在确定传动比的同时要考虑传动效率和传动正反转的能力。
其次,需要根据工作环境来选择蜗杆和蜗轮的材料,以提高传动的可靠性和耐用性。
还需要注意蜗杆和蜗轮的几何尺寸和配合精度,以保证传动的准确性和稳定性。
此外,在设计过程中还需要进行强度校核、轴承选择等工作,以确保传动的安全可靠。
总之,蜗轮蜗杆传动在机械设计中具有重要的应用价值。
它的特点是传动比大、传动平稳,适用于需要大速比、不可逆传动的场合。
在设计蜗轮蜗杆传动时,需要根据实际应用情况,确定传动比、材料、尺寸、配合精度等参数,以保证传动的稳定性和可靠性。