蜗轮蜗杆传动及其应用优化建议

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：由于蜗杆的齿是连续的螺旋形齿，故传动平稳、噪声小。为了减少蜗杆传动中的摩擦，蜗轮常用减摩性好的青铜制造，材料价格高。图5-35蜗杆分度圆上的导程角γ对于普通圆柱蜗杆传动，其中心距尾数应尽量取为0 或5 mm；标准蜗杆减速器的中心距应取标准值，见表5－5。蜗杆传动的传动比为z2／z1，蜗杆头数z1的选择与传动比、传动效率及制造的难易程度等有关。

1.蜗杆传动的特点和应用

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，常用于传递空间两垂直交错轴间的运动和动力（见图5－33）。通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。

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5-1-03　蜗轮蜗杆传动

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图5-33　蜗杆传动类型

（a）圆柱蜗杆传动；（b）球面蜗杆传动；（c）锥面蜗杆传动

根据外形不同，蜗杆分为圆柱蜗杆［见图5－33（a）］、环面蜗杆［见图5－33（b）］和锥面蜗杆［见图5－33（c）］三类。

圆柱蜗杆制造简单，应用广泛，本节仅介绍普通圆柱蜗杆。圆柱蜗杆按加工方式不同，分为车制圆柱蜗杆和铣制圆柱蜗杆。车制圆柱蜗杆也称为直齿廓圆柱蜗杆，按其齿廓形状不同，可分为阿基米德（ZA）蜗杆（又称普通蜗杆），轴向剖面的齿形为直线；渐开线（Zl）蜗杆，与轴线相平行但是不重合的剖面上的齿形为直线；延伸渐开线（ZN）蜗杆，与齿线方向相垂直的剖面为直线。

本节仅介绍常用的阿基米德蜗杆。按螺旋方向不同，蜗杆可分为右旋和左旋，一般多用右旋。

蜗杆的常用头数z1＝1～6。

蜗杆传动的特点如下：

1）传动平稳。由于蜗杆的齿是连续的螺旋形齿，故传动平稳、噪声小。

2）传动比大。蜗杆的头数z1 为1～6，远小于蜗轮的齿数，在一般传动中，i＝9～200，故结构紧凑。

3）能够自锁。当蜗杆的导程角很小时，蜗杆能带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆，即实现自锁；可用于需要自锁的起重设备，如电动葫芦式起重机等。

4）效率低。蜗杆传动中，蜗轮齿沿蜗杆齿的螺旋线方向滑动速度大，摩擦剧烈，效率低，一般效率为0.7～0.9，具有自锁性的蜗杆传动效率约为0.4。

5）成本较高。为了减少蜗杆传动中的摩擦，蜗轮常用减摩性好的青铜制造，材料价格高。

由上述特点可知，蜗杆传动适用于传动比大、结构紧凑、传递功率不大、做间歇运动的机械中。

2.蜗杆传动的基本参数和几何尺寸

（1）蜗杆传动的基本参数

1）模数m、压力角α 和齿距p。如图5－34 所示，在垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的中间平面内（一般称为主平面），蜗杆与蜗轮的啮合就如同齿条与齿轮的啮合。为了加工方便，规定中间平面上的参数为标准值，即蜗杆的轴向参数（下角标a1）与蜗轮的端面参数（下角标t2）分别相等，ma1＝mt2、αa1＝αt2＝20°、pa1＝pt2。

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