文档介绍：十二蜗杆传动

、运动关系和几何参数;
、强度计算和热平衡计算方法;

重点:普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、运动关系和几何参数;
难点:蜗杆传动的受力分析。
:多媒体和演示柜教学
正文
§ 蜗杆传动概述
蜗杆传动是由蜗杆1和涡轮2组成,如图所示。常用于交错轴∑=90°的两轴之间传递运动和动力。一般蜗杆为主动件,作减速运动。蜗杆运动具有传动比大而结构紧凑等优点,所以在各类机械,如机床、冶金、矿山、起重运输机械中得到广泛使用。
图7-1
蜗杆传动是在齿轮传动的基础上发展起来的,它具有齿轮传动的某些特点,即在中间平面(通过蜗杆轴线并垂直于涡轮轴线的平面)内的啮合情况与齿轮齿条的啮合相类似,又有区别与齿轮传动的特性,即其运动特性相当于螺旋副的工况。蜗杆相当于单头或多头螺杆,涡轮相当于一个“不完整的螺母”包在蜗杆上。蜗杆本身轴线转动一周,蜗轮相应转过一个或多个齿(如图所示)。
一、蜗杆传动的特点
图7-2
与齿轮传动相比较,蜗杆传动具有传动比大,在动力传递中传动比在8~100之间,在分度机构中传动比可以达到1000;传动平稳、噪声低;结构紧凑;在一定条件下可以实现自锁等优点而得到广泛使用。但蜗杆传动有效率低、发热量大和磨损严重,涡轮齿圈部分经常用减磨性能好的有色金属(如青铜)制造,成本高等缺点。
二、蜗杆传动的类型
图7-3
按蜗杆分度曲面的形状不同,蜗杆传动可以分为:圆柱蜗杆传动(如图a)、环面蜗杆传动(如图b)、锥蜗杆传动(如图c)三种类型。
1、圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动可以分为普通圆柱蜗杆传动(如前图7-1所示)和圆弧圆柱蜗杆传动(如后图7-5所示)。
(1)普通圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动主要分为如图7-3所示的三种。
图7-4
(ZA蜗杆)
图7-5
如图7-4所示,其齿面为阿基米德螺旋面。加工时,梯形车刀切削刃的顶平面通过蜗杆轴线,在轴向剖面I-I具有直线齿廓,法向剖面N-N上齿廓为外凸线,端面上齿廓为阿基米德螺线。这种蜗杆切制简单,但难以用砂轮磨削出精确齿形,精度较低。
(ZI蜗杆)
如图7-4b所示。加工时,车刀刀刃平面与基圆或上或下相切,被切出的蜗杆齿面是渐开线螺旋面,端面上齿廓为渐开线。这种蜗杆可以磨削,易保证加工精度。
(ZN蜗杆)
又称延伸渐开线蜗杆,如图6-3c所示。车制时刀刃顶面置于螺旋线的法面上,蜗杆在法向剖面上具有直线齿廓,在端面上为延伸渐开线齿廓。这种蜗杆可用砂轮磨齿,加工较简单,常用作机床的多头精密蜗杆传动。
(2)圆弧圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆(ZC蜗杆)传动是一种非直纹面圆柱蜗杆,在中间平面上蜗杆的齿廓为凹圆弧,与之相配的涡轮齿廓为凸圆弧,如图7-6所示。这种蜗杆的传动特点是:
图7-6
,增大了综合曲率半径,因而单位齿面接触应力减小,接触强度得以提高。
(润滑角)大,易于形成和保持共轭齿面间的动压油膜,使摩擦系数减小,齿面磨损小,传动效率可达95%以上。
,能增大涡轮的齿根厚度,使涡轮轮齿的弯曲强度增大。
(最大可以达到100),制造工艺简单,重量轻。
,对中心距误差的敏感性强。

蜗杆分度曲面是圆环面的蜗杆称为环面蜗杆,和相应的涡轮组成的传动称为环面蜗杆传动(如图7-7)。它又分为:直廓环面蜗杆传动(俗称球面蜗杆传动);平面包络环面蜗杆传动(又称为一、二次包络);渐开线包络环面蜗杆传动和锥面包络环面蜗杆传动。下面我们看一下直廓环面蜗杆传动的特点。
一个环面蜗杆,当其轴向齿廓为直线时称为直廓环面蜗杆,和相应的涡轮组成的传动称为直廓环面蜗杆传动,如图7-7所示。
图7-7
这种蜗杆传动的特点是:由于其蜗杆和涡轮的外形都是环面回转体,可以互相包容,实现多齿接触和双接触线接触,接触面积大;又由于接触线与相对滑动速度之间的夹角约为90°,易于形成油膜,齿面间综合曲率半径也增大等。因此,在相同的尺寸下,~3倍(小值适于小中心距,大值适于大中心距);若传递同样的功率,中心距可减小20%~40%。它的缺点是:制造工艺复杂,不可展齿面难以实现磨削,故不宜获得精度很高的传动。只有批量生产时,才能发挥其优越性,其应用现在已日益增加。

锥蜗杆传动中的蜗杆为一等导程的锥形螺旋,涡轮则与一曲线齿圆锥齿轮相似(如图6-2c)。
由于普通圆柱蜗杆传动加工制造简单,用的最为广