蝸桿轉動是在空間交織的兩軸間傳遞運動和動力的一種轉動,兩軸線間的夾角可為恣意值,常用的為90°.蝸桿傳動用于在交織軸間傳遞運動和動力.
解析蝸輪蝸桿減速機轉動原理
1.簡介
蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成,一般蝸桿為自動件.蝸桿和螺紋相同有右旋和左旋之分蝸桿傳動,分別稱為右旋蝸桿和左旋蝸桿.蝸桿上只要一條螺旋線的稱為單頭蝸桿,即蝸桿轉一周,渦輪轉過一齒,若蝸桿上有兩條螺旋線,就稱為雙頭蝸桿,即蝸桿轉一周,渦輪轉過兩齒.
2.特色
(1)傳動比大,結構緊湊.蝸桿頭數用Z1表明（一般Z1=1~4）,蝸輪齒數用Z2表明.從傳動比公式I=Z2/Z1能夠看出,當Z1=1,即蝸桿為單頭,蝸桿須轉Z2轉蝸輪才轉一轉,因而可得到很大傳動比,一般在動力傳動中,取傳動比I=10-80；在分度機構中,I可達1000.這樣大的傳動比如用齒輪傳動,則需求采取多級傳動才行,所以蝸桿傳動結構緊湊,體積小、重量輕.
(2)傳動平穩,無噪音.因為蝸桿齒是接連不間斷的螺旋齒,它與蝸輪齒嚙合時是接連不斷的,蝸桿齒沒有進入和退出嚙合的過程,因而作業平穩,沖擊、轟動、噪音都比較小.
(3)具有自鎖性.蝸桿的螺旋升角很小時,蝸桿只能帶動蝸輪傳動,而蝸輪不能帶動蝸桿轉動.
(4)蝸桿傳動功率低,一般以為蝸桿傳動功率比齒輪傳動低.尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動,其功率在0.5以下,一般功率只要0.7～0.9.
(5)發熱量大,齒面簡略磨損,本錢高.
3.圓柱蝸桿
圓柱蝸桿傳動是蝸桿分度曲面為圓柱面的蝸桿傳動.
蝸桿傳動其中常用的有阿基米德圓柱蝸桿傳動和圓弧齒圓柱蝸桿傳動.①阿基米德蝸桿的端面齒廓為阿基米德螺旋線,其軸面齒廓為直線.阿基米德蝸桿能夠在車床上用梯形車刀加工,所以制作簡略,但難以磨削,故精度不高.在阿基米德圓柱蝸桿傳動中,蝸桿與蝸輪齒面的觸摸線與相對滑動速度之間的夾角很小,不易構成潤滑油膜,故承載才能較低.②弧齒圓柱蝸桿傳動是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動.在這種傳動中,觸摸線與相對滑動速度之間的夾角較大,故易于構成潤滑油膜,而且凸凹齒廓相嚙合,觸摸線上齒廓當量曲率半徑較大,觸摸應力較低,因而其承載才能和功率均較其他圓柱蝸桿傳動為高.
4.主要參數
各類圓柱蝸桿傳動的參數和幾許尺度根本相同.為阿基米德圓柱蝸桿傳動的主要參數.經過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面,稱為中間平面.在中間平面上,蝸桿的[1]齒廓為直線,蝸輪的齒廓為漸開線,蝸桿和蝸輪的嚙合相當于齒條和漸開線齒輪的嚙合.因而,蝸桿傳動的參數和幾許尺度核算大致與齒輪傳動相同,并且在設計和制作中皆以中間平面上的參數和尺度為基準.
5.蝸桿傳動
蝸桿的軸向齒距pX應與蝸輪的端面周節pt持平,因而蝸桿的軸向模數應與蝸輪的端面模數持平,以m表明,m應取為規范值.蝸桿的軸向壓力角應等于蝸輪的端面壓力角,以α表明,一般規范壓力角α=20°.
蝸桿相當于螺旋,其螺旋線也分為左旋和右旋、單頭和多頭.一般蝸桿的頭數Z1=1～4,頭數越多功率越高；但頭數太多,如Z1>4,分度誤差會增大,且不易加工.蝸輪的齒數Z2=iZ1,i為蝸桿傳動的傳動比,i=n1/n2=Z2/Z1.關于一般傳遞動力的蝸桿傳動,Z2=27～80.當Z2<27時,蝸輪齒易發生根切；而Z2太大時,可能導致蝸輪齒曲折強度不夠.以d1表明蝸桿分度圓直徑,則蝸桿分度圓柱上的螺旋升角λ可按下式求出 在上式中引入q=Z1/tgλ,則可求得蝸桿的分度圓直徑為d1=qm.式中q稱為蝸桿特性系數.為了約束滾刀的數目,規范中規定了與每個模數調配的q值.一般q=6～17.蝸輪分度圓直徑d2=Z2m.
6.失效方法
在蝸桿傳動中,蝸輪輪齒的失效方法有點蝕、磨損、膠合和輪齒曲折折斷.但一般蝸桿傳動功率較低,滑動速度較大,簡略發熱等,故膠合和磨損損壞更為常見.
蝸桿傳動為了避免膠合和減緩磨損,蝸桿傳動的材料必須具有減摩、耐磨和抗膠合的功能.一般蝸桿用碳鋼或合金鋼制成,螺旋外表應經熱處理（如淬火和滲碳）,以便到達高的硬度(HRC45～63),然后經過磨削或珩磨以提高傳動的承載才能.蝸輪大都用青銅制作,對低速不重要的傳動,有時也用黃銅或鑄鐵.為了避免膠合和減緩磨損,應挑選杰出的潤滑方法,選用含有抗膠合添加劑的潤滑油.關于蝸桿傳動的膠合和磨損,還沒有老練的核算方法.齒面觸摸應力是引起齒面膠合和磨損的重要因素,因而仍以齒面觸摸強度核算為蝸桿傳動的根本核算.此外,有時還應驗算輪齒的曲折強度.一般蝸桿齒不易損壞,故一般不必進行齒的強度核算,但必要時應驗算蝸桿軸的強度和剛度.對閉式傳動還應進行熱平衡核算.假如熱平衡核算不能滿足要求,則在箱體外側加設散熱片或選用強制冷卻設備.
7.結構簡介
一般蝸桿與軸制成一體,稱為蝸桿軸.蝸輪的結構型式可分為蝸桿傳動3種方法.①整體式：用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪.②齒圈壓配式：輪轂為鑄鐵或鑄鋼,輪緣為青銅.③螺栓聯接式：輪緣和輪轂選用鉸制孔,用螺栓聯接,這種結構裝拆方便.
8.傳動應用
蝸桿傳動常用于兩軸交織、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇作業的場合.
蝸桿傳動當要求傳遞較大功率時,為提高傳動功率,常取Z1=2～4.此外,由于當γ1較小時傳動具有自鎖性,故常用在卷揚機等起重機械中,起安全保護效果.它還廣泛應用在機床、轎車、儀器、冶金機械及其它機器或設備中,其原因是因為使用輪軸運動能夠削減力的耗費,從而大力推廣.
