8、蜗杆传动

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1、第8讲蜗杆传动学习目标及考纲要求1．了解蜗杆传动的组成与应用特点。2．掌握蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算。3．掌握蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定方法，熟悉其正确啮合条件。知识梳理一、蜗杆传动的组成及类型1．蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮、机架等构件组成，是利用蜗杆副传递运动和动力的一种机械传动装置。2．蜗杆与蜗轮的轴线在空间互相垂直交错成90°。3．在蜗杆传动中，蜗杆通常为主动件。4．蜗杆传动的类型蜗杆的类型很多，根据外形不同，有圆柱蜗杆、环面蜗杆、锥蜗杆等。根据齿形不同，普通圆柱蜗杆有阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆等。其

2、中阿基米德蜗杆应有最广泛。（见表1-8-1）表1-8-1阿基米德蜗杆端面齿廓法面齿廓轴向齿廓阿基米德螺旋线曲线直线主平面内，蜗杆传动相当于齿条传动。主平面内，蜗杆齿形是直线，相当于齿条；蜗轮齿形是渐开线，相当于齿轮。二、蜗杆传动的特点（见表1-8-2）表1-8-2特点产生原因传动比大且准确由于蜗杆头数一般在1至4，因此可以在蜗轮齿数不大的情况下获得较大的单级传动比。承载能力大蜗杆传动为线接触，且同时进入啮合齿的对数较多，因此承载能力大。传动平稳，噪音小蜗杆传动同时进入啮合齿的对数较多，且啮合时轮齿为逐渐进入和逐渐退出。具有自锁

3、性能当蜗杆的导程角小于材料的当量摩擦角，便会发生自锁现象。传动效率低由于蜗杆蜗轮啮合时轮齿间的相对滑动速度较大，使传动中摩擦磨损大，因此传动效率很低。蜗轮材料昂贵蜗杆采用钢件，蜗轮则常采用价格昂贵的减摩材料，如锡青铜等。不能任意互换啮合仅模数和齿形角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换啮合的。三、蜗杆传动三向的判别方法（见表1-8-3）表1-8-3三向蜗杆（或蜗轮）旋向、蜗杆转向、蜗轮转向判已知蜗杆（或蜗轮）旋向和蜗杆转向，求蜗轮转向。蜗杆（或蜗轮）左旋时用左手，右旋时用右手，半握拳，弯曲四指指向与蜗杆回转方向一致，蜗轮回转方向与大

4、拇指指向相反。9别方法已知蜗杆转向和蜗轮转向，求蜗杆（或蜗轮）旋向。假设蜗杆和蜗轮为右旋，用右手定则求蜗轮转向，若与已知一致，则假设正确，为右旋；若假设错误，则为左旋。已知蜗杆（或蜗轮）旋向和蜗轮转向，求蜗杆转向。假设蜗杆为顺时针旋转，用左（右）手定则判别蜗轮转向，若与蜗轮已知转向一致，则假设正确，蜗杆顺时针旋转；若假设错误，则为逆时针旋转。四、蜗杆传动的基本参数（见表1-8-4）表1-8-4参数参数要求或计算公式参数说明传动比z2不变，z1少，传动比变大，但蜗杆导程角γ变小，传动效率低。z1多，γ变大，传动效率高，但加工困难

5、。头数蜗杆头数一般在1至4范围分度机构中，一般采用单头蜗杆﹝z1=1﹞；传递动力时，常取z1=2-3；当传递功率较大时，为提高效率，可取z1=4。为了避免根切，当z1=1时，z2min=18；当z1>1时，z2min=27。模数蜗杆标准模数：轴向模数（mx）。蜗轮标准模数：端面模数（mt）。通过蜗杆轴线且与蜗轮轴线相垂直的平面为主平面，规定主平面内的参数为标准值。压力角蜗杆标准压力角：轴向模数（αx）。蜗轮标准压力角：端面模数（αt）。蜗杆直径系数q=d1/m为使刀具标准化，减少蜗轮滚刀数目，除规定标准模数和齿形角外，还对一定

6、模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定，即对直径系数作了规定。导程角　蜗杆头数Z1一定时，蜗杆直径系数q值越大，蜗杆分度圆直径d1越大，蜗杆刚性越高，但导程角γ越小，传动效率越低，自锁性越好。反之，q值越小，蜗杆刚性越差，导程角γ越大，传动效率越高。螺旋角蜗轮的螺旋角是指蜗轮分度圆柱螺旋线的切线与蜗轮圆柱直母线之间所夹的锐角。五、蜗杆传动的几何尺寸计算（见表1-8-5）表1-8-5名称计算公式蜗杆蜗轮分度圆齿顶圆齿根圆9基圆齿距齿厚齿槽宽基圆齿距全齿高齿顶高齿根高顶隙中心距备注齿顶高系数，顶隙系数六、蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆传

7、动在中间平面内的正确啮合条件如下：1.蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，即。2.蜗杆的轴向齿形角等于蜗轮的端面齿形角，即20°。3.蜗杆的导程角等于蜗轮的螺旋角，且旋向相同，即。γ1=β七、齿轮传动的受力分析（见表1-8-6）表1-8-6齿轮类型径向力（Fr）圆周力（Ft)轴向力(Fx)各分力关系直齿圆柱齿轮由啮合点指向轮心主动轮：与啮合点运动方向相反。从动轮：与啮合点运动方向相同。无Ft1=-Ft2Fr1=-Fr2斜齿轮左右手定则。主动轮与大拇指指向一致，从动轮与大拇指相反。Ft1=-Ft2Fr1=-Fr2Fx1=-Fx2锥

8、齿轮小端指向大端Ft1=-Ft2Fr1=-Fx2Fx1=-Fr2蜗杆传动左右手定则。蜗杆与大拇指指向一致，蜗轮与大拇指相反。Fr1=-Fr2Fx1=-Ft2Fx2=-Ft19八、蜗杆传动的失效1.蜗杆传动的失效总发生在蜗轮上。2.常见的失效形式：点蚀、胶合、磨损、轮齿折断。典