蝸桿傳動(dòng)
蝸桿傳動(dòng)是指以蝸桿為主動(dòng)件,蝸輪為從動(dòng)件的機(jī)械傳動(dòng)方式,通過蝸桿和蝸輪的嚙合傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)兩根交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。其具有傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、自鎖等特性。通常將蝸桿和傳動(dòng)軸加工成一個(gè)整體,稱為蝸桿軸。同向旋轉(zhuǎn)的蝸輪與蝸桿嚙合,蝸桿為原動(dòng)機(jī),蝸輪為從動(dòng)件,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做減速運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)蝸桿分度面形狀的不同,蝸桿傳動(dòng)方式可分為以下幾種:圓柱蝸桿傳動(dòng)、弧面蝸桿傳動(dòng)和錐面蝸桿傳動(dòng),其中阿基米德蝸桿屬于圓柱蝸桿傳動(dòng),因其易于加工制造而廣泛應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)中。蝸桿傳動(dòng)類似于齒輪傳動(dòng),通常有疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、齒輪齒斷裂等失效形式。

結(jié)構(gòu)組成 編輯本段
蝸桿
通常將蝸桿和軸加工成一個(gè)整體,稱為蝸桿軸。蝸桿按制造方法可分為車削蝸桿和銑削蝸桿車削蝸桿有出口槽,而銑削蝸桿沒有出口槽,所以其剛性比車削蝸桿好。
蝸輪
一般來說,蝸輪的材料取決于其齒面的滑移率。當(dāng)滑移率大于3米時(shí)/秒,常用的是鑄錫青銅,具有良好的抗粘連性和耐磨性,但其成本較高。滑行速度小于4m/s,一般采用鑄造鋁鐵青銅,強(qiáng)度高,但抗粘結(jié)能力不如錫青銅,成本低。滑動(dòng)速度小于2m/s,一般用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。
蝸輪結(jié)構(gòu)分為兩類:一種是整體式,一種是組合式。鑄鐵蝸輪和小型青銅蝸輪通常采用整體結(jié)構(gòu)對(duì)于大直徑蝸輪,為了節(jié)省有色金屬,常采用組合結(jié)構(gòu)外齒圈由青銅制成,輪心由鐵或碳鋼制成。輪心和齒圈通常采用過盈配合,在嚙合縫上通常擰緊螺釘,以增加連接的可靠性。
潤滑
油浸和噴射潤滑是蝸輪傳動(dòng)的兩種密封方式,它們的潤滑方式都是基于齒面的相對(duì)滑移率。低速時(shí),低速蝸輪通常采用油浸潤滑;當(dāng)滑移率為10米時(shí)/秒以上,通常采用鋁銅鑄造,強(qiáng)度高,但抗粘連性能比錫青銅差,而且價(jià)格便宜。當(dāng)滑移率小于2m時(shí)/秒,通常使用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。高速蝸輪傳動(dòng)時(shí),一般采用燃油噴射,注入潤滑油時(shí),要適當(dāng)調(diào)整油量。
閉式蝸桿傳動(dòng)的潤滑方式主要有油浸潤滑和噴油潤滑,主要根據(jù)齒面的相對(duì)滑動(dòng)速度來選擇。對(duì)于小于10m的相對(duì)滑動(dòng)速度/蝸桿傳動(dòng),通常采用油浸潤滑;對(duì)于大于10m的相對(duì)滑動(dòng)速度/s蝸桿傳動(dòng),一般采用噴油潤滑,在噴潤滑油時(shí),需要控制油量、油壓得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和控制。
優(yōu)勢特點(diǎn) 編輯本段
優(yōu)點(diǎn)
傳動(dòng)平穩(wěn),沖擊、振動(dòng)、噪聲較小。在蝸桿傳動(dòng)中,由于蝸桿是螺旋齒,其與蝸輪齒的嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng),傳動(dòng)過程中同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)更多,使得傳動(dòng)過程比齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)更有沖擊力、振動(dòng)、噪聲較小。
布局緊湊,傳動(dòng)比大。蝸桿頭的最小數(shù)量為1一般在動(dòng)力傳動(dòng)中,傳動(dòng)比為10~80,在分度機(jī)構(gòu)中,傳動(dòng)比最高可達(dá)1000。要達(dá)到相同的傳動(dòng)比,齒輪傳動(dòng)需要多級(jí)傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)占用體積更小,結(jié)構(gòu)更緊湊。
具有自鎖功能。由于摩擦力的存在,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力再怎么增大,靜止的機(jī)械也動(dòng)不了的現(xiàn)象這種現(xiàn)象被稱為機(jī)械自鎖。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角小于齒間等效摩擦角時(shí),蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)自鎖功能。
缺點(diǎn)
驅(qū)動(dòng)時(shí)齒面摩擦嚴(yán)重,傳動(dòng)效率低。嚙合輪齒間的滑動(dòng)速度高,使得摩擦和發(fā)熱損失大,傳動(dòng)效率低,要求工作時(shí)有良好的潤滑和散熱條件。
制造成本高,不適合大功率傳輸。蝸桿傳動(dòng)中齒面摩擦嚴(yán)重,因此蝸輪通常采用價(jià)格昂貴的減摩材料(青銅)制造,成本較高。大功率連續(xù)傳動(dòng)對(duì)蝸輪的磨損很大,需要頻繁更換蝸輪環(huán),不適合大功率傳動(dòng)。

主要分類 編輯本段
圓柱蝸桿傳動(dòng)
圓柱蝸桿在主平面上傳動(dòng),相當(dāng)于齒條齒輪傳動(dòng)當(dāng)蝸桿繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),蝸輪齒相當(dāng)于齒條的軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪齒,使蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。普通圓柱蝸桿傳動(dòng)根據(jù)齒形不同可分為兩種類型:阿基米德蝸桿傳動(dòng)、漸開線蝸桿傳動(dòng)、普通直廓蝸桿傳動(dòng)和錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)等。阿基米德蝸桿的軸向截面是直的,但在其法向截面上是凸的;在垂直于軸線的截面中(端表面)其實(shí)齒廓曲線就是阿基米德螺線,由于加工制造方便,所以應(yīng)用廣泛。
環(huán)面蝸桿傳動(dòng)
環(huán)形蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)如下:在其軸向上,形狀是以一條凹弧為母線生成的旋轉(zhuǎn)曲線,故稱環(huán)面蝸桿。在傳動(dòng)的嚙合區(qū)域,嚙合蝸輪的節(jié)圓在節(jié)面上。在中面上,蝸桿和蝸輪都是直齒。由于傳動(dòng)時(shí)有幾個(gè)齒輪同時(shí)配合,齒面接觸直線基本垂直于運(yùn)動(dòng)方向,齒輪的壓力和潤滑膜的形成得到很好的改善,其負(fù)載性能是阿基米德蝸桿的2~4倍,工作性能通??蛇_(dá)到0.85~0.9,但是生產(chǎn)裝配的精度很高。
錐面蝸桿傳動(dòng)
圓錐蝸桿傳動(dòng)的蝸桿由均勻分布在圓錐上的螺旋線組成。蝸輪的形狀類似于圓弧錐齒輪,在常規(guī)滾齒機(jī)上用錐形滾刀加工成形,故稱為錐蝸輪。錐蝸桿傳動(dòng)有多個(gè)嚙合點(diǎn);大的傳動(dòng)比(通常為10-360),更高的負(fù)荷和效率,更好的間隙調(diào)節(jié)能力,在加工制造時(shí)可以節(jié)省大量的有色金屬。但是,由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),它在積極、反向力是有不對(duì)稱性的,所以它的承載能力和效率是不一樣的。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
在工業(yè)生產(chǎn)中,蝸桿傳動(dòng)因其不同的傳動(dòng)特性而廣泛應(yīng)用于機(jī)床中、汽車、礦山采掘、冶金、起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。普通圓柱蝸桿傳動(dòng)在傳動(dòng)過程中振動(dòng)小、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、低噪音等特點(diǎn),在滾齒機(jī)上、廣泛應(yīng)用于插齒機(jī)等機(jī)床。在冶金行業(yè),大型軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)通常采用大直徑蝸桿傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)在煤礦設(shè)備中,各種絞車采煤機(jī)起重機(jī)起重設(shè)備和電梯、電車等,都是由蠕蟲驅(qū)動(dòng)的。在軍事工業(yè)和空間觀測的精密儀器設(shè)備中,通常采用蝸桿傳動(dòng)作為分度機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)。此外,蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊,能在較小的空間內(nèi)完成較大的減速傳動(dòng),通常用作旋轉(zhuǎn)機(jī)械回轉(zhuǎn)裝置中的減速器,如起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
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