6.10蜗杆传动在线视频

今天我们讲一下蜗杆传动

蜗杆传动是用来传递空间交错轴之间的运动和动力的

就像我们黑板上的图所示

小齿轮的螺旋角通常取的比较大

而分度圆直径很小

而且它的轴向的长度是比较长的

所以它的齿数z1很少 一个或者几个齿

每个轮齿在它的分度圆柱上面能缠绕一周以上

这样的小齿轮我们就称为蜗杆

大齿轮的分度圆直径很大

齿数z2很多 轴向的长度比较短

它实际上就类似是一个斜齿轮 我们称为蜗轮

为了改善啮合状况

将蜗轮分度圆柱面的母线

我们把它改成了弧形

这样就可以将蜗杆部分包裹住

最常用的是两个相交轴为90°的减速传动

这个时候需要以蜗杆为原动件

当它的反行程不自锁的时候

也可以用蜗轮为原动件作增速运动

蜗杆虽然是一个斜齿轮

但是由于它的螺旋角β1很大

所以它的形状更像螺杆

蜗杆轮齿的旋向也有左旋和右旋之分

当然我们用的最多的是右旋蜗杆

蜗杆的齿数 z1我们称为蜗杆的头数

一般是1到6个头

由于每个轮齿在分度圆柱上往往要缠绕一周以上

所以说蜗杆的头数

我们通常要从端面上来数

而不是沿着轴向去数的

另外根据螺旋线参数的定义

我们将蜗杆分度圆柱面上

轮齿螺旋线的切线和蜗杆端面之间的夹角

用γ1来表示我们称之为导程角

从图上我们可以看得到导程角它应该和螺旋角

它们之和应该为90°

那又由于是交错角

它的轴交角是等于β1加上β2是90°的

所以说对于蜗杆蜗轮传动来说

要使它们正确啮合

应该是蜗杆的导程角要等于蜗轮的螺旋角

也就是角度大小相等 方向也要相同

蜗杆传动的特点 传动平稳 振动 冲击和噪音都是比较小的

因为啮合的时候它是线接触的 而且具有螺旋机构的特点

所以它的承载能力比斜齿轮大得多

而且传动很平稳 几乎是没有噪音的。

第二个特点

它能以单级传动获得比较大的传动比 结构很紧凑

因为z1很小 而z2可以很大

所以它的传动比也是可以很大的 一般情况下减速动力传动

这个传动比可以到70 那么常用值呢是在15到50

增速传动的时候 传动比一般是1/5到1/15

当然在不传递动力的分度机构里面

传动比就可以很大了 可以大到500以上

第三个方面

轮齿之间的相对滑动速度比较大

所以它的传动效率是比较低的

那么一般我们在使用材料的时候

都会选用减磨耐磨的材料来制造蜗轮

所以说蜗杆蜗轮传动它的成本是比较高的

为了要获得很大的传动比 而且希望结构紧凑

我们通常呢就把头数取为1 这个时候导程角很小

所以它的效率是比较低的

因此 头数为1的蜗杆传动

它不能用来传递比较大的动力

那么当要求传递的功率比较大的时候

为了提高效率

我们通常取的头数是2到6头

蜗杆传统的效率和齿轮传动相比较低的多了

一般它是70%到80%

因为啮合的时候轮齿齿面之间的相对滑动速度很大

所以说齿面的磨损比较严重

而且容易发热 功率损失就比较多

为了保证有一定的使用寿命

我们通常就会采用价格比较昂贵的减摩耐磨的材料

你比如说青铜材料来制作蜗轮

所以它的成本相对就比较高一些

第四个方面

就是当蜗杆导程角小于啮合时候的当量摩擦角的时候

机构反行程就会出现自锁性

如果是我们所取的导程角小于了轮齿之间的当量摩擦角

那么当蜗轮为主动件的时候 机构就会发生自锁

这个时候只能以蜗杆为主动件带动蜗轮转动

而不能由蜗轮带动蜗杆转动

这种自锁蜗杆传动机构

通常我们用的最多的就是卷扬机这样一些起重装置

接下来我们说一下蜗杆蜗轮正确啮合条件

蜗杆传动的中间平面这个概念我们先说一下

就是什么是中间平面

过蜗杆的轴线 垂直于蜗轮的轴线的这个平面

我们就称为蜗杆传动的中间平面

在阿基米德蜗杆和蜗轮相啮合的时候

在这个中间平面里面

我们就可以把蜗杆蜗轮传动

视为是渐开线齿轮和直齿条的啮合传动

那么蜗杆蜗轮正确啮合的条件

主要要满足的是

第一个 蜗轮的端面模数和端面压力角

应该分别等于蜗杆的轴面模数和轴面压力角

而且都要为标准值

第二个 当轴交角为90°的时候

我们还必须要保证的就是蜗杆的分度

圆柱的螺旋线的导程角必须要等于蜗轮的螺旋角

而且蜗杆和蜗轮的螺旋角的旋向必须要相同

接下来我们再说一下蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

首先我们谈一下齿数

蜗杆的齿数是从端面上看到的齿数也称为头数

当要求传动比比较大

或者是具有自锁性的时候

头数通常取为1 也就是单头蜗杆

当要求效率高或者是传动的速度比较高的时候

头数我们通常会取得比较大一些 蜗轮的齿数

它应该是等于蜗杆的头数比上传动比

通常 我们把蜗轮的齿数通常推荐为29到70

第二个模数

蜗杆的模数系列和齿轮的模数系列是有所不同的

它有专门的国家系列表

第三个压力角 标准值还是20°

动力传动的时候我们可以取到25°

分度传动的时候可以取得小一些

压力角可以取到15°或者是12°

导程角的概念

导程角 最后推导出来它应该是等于蜗杆的头数

乘上模数 比上分度圆的直径

当导程角取比较大的值的时候

传动的效率就可以比较高

当导程角小于当量摩擦角的时候

机构就会出现自锁

第五个概念 分度圆的直径

用来范成切制蜗轮的滚刀

除了直径稍大点以外

它的其它的尺寸和齿形都和相应的蜗杆是一样的

蜗杆的分度圆直径不仅和模数有关

还和头数以及导程角有一定的关系

因而即使模数相同 也会有很多直径不同的蜗杆

这就要求我们要配备很多相应的滚刀 显然这样就很不经济

为了便于蜗轮滚刀的标准化 减少滚刀的型号

国家标准里面就规定了蜗杆分度圆的直径的标准值

而且它是和模数相匹配的

第六个概念就是中心距 和齿轮差不多

它的中心距也是等于两个分度圆 半径之和

好了 今天我们的课就上到这