蜗輪蜗桿機構常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。蜗輪與蜗桿在其中間平面內相當於齒輪與齒條,蜗桿又與螺桿形狀相似。
基本參數
模數m、壓力角、蜗桿直徑系數q、導程角、蜗桿頭數 、渦輪齒數、齒頂高系數(取1)及頂隙系數(取0.2)。其中,模數m和壓力角是指蜗桿軸面的模數和壓力角,亦即渦輪端面的模數和壓力角,且均為標準值;蜗桿直徑系數q為蜗桿分度圓直徑與其模數m的比值。
類別和條件
類別
蜗輪蜗桿大致有這些系列:
1、WH系列蜗輪蜗桿減速機:WHT/WHX/WHS/WHC
2、CW系列蜗輪蜗桿減速機:CWU/CWS/CWO
3、WP系列蜗輪蜗桿減速機:WPA/WPS/WPW/WPE/WPZ/WPD
4、TP系列包絡蜗輪蜗桿減速機:TPU/TPS/TPA/TPG
5、PW型平面二次包絡環面蜗桿減速機
另外,根據蜗桿形狀的不同,蜗桿傳動可以分為圓柱蜗桿傳動、環面蜗桿傳動和錐蜗桿傳動。
正確啮合的條件
1.蜗輪的端面模數等於蜗桿的軸面模數且為標準值,蜗輪的端面壓力角應等於蜗桿的軸面壓力角且為標準值,即 m(桿)==m(輪) ,α(桿)==α(輪)。
2.當蜗輪蜗桿的交錯角為90°時,還需保證,而且蜗輪與蜗桿螺旋蜗輪蜗桿
蜗輪蜗桿線旋向必須相同。
幾何尺寸計算與圓柱齒輪基本相同,需註意的幾個問題
1.蜗桿導程角γ是蜗桿分度圓柱上螺旋線的切線與蜗桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關系為,蜗輪的螺旋角,大則傳動效率高,當小於啮合齒間當量摩擦角時(ψv= arctan fv ,即當量摩擦角等於摩擦因素的反正切值,當ψv小於γ時),機構自鎖。
2.引入蜗桿直徑系數q是為了限製蜗輪滾刀的數目,使蜗桿分度圓直徑進行了標準化m一定時,q大則大,蜗桿軸的剛度及強度相應增大;一定時,q小則導程角增大,傳動效率相應提高。
3.蜗桿頭數推選值為1、2、4、6,當取小值時,其傳動比大,且具有自鎖性;當取大值時,傳動效率高。與圓柱齒輪傳動不同,蜗桿蜗輪機構傳動比不等於蜗桿直徑與蜗輪直徑的比值。
4.蜗桿蜗輪傳動中蜗輪轉向的判定方法,可根據啮合點K處方向、方向(平行於螺旋線的切線)及應垂直於蜗輪軸線畫速度矢量三角形來判定;也可用“右旋蜗桿左手握,左旋蜗桿右手握,四指拇指”來判定。
特點應用和常見問題與解決方法
機構的特點
1.可以得到很大的傳動比,比交錯軸斜齒輪機構緊湊。
2.兩輪啮合齒面間為線接觸,其承載能力大大高於交錯軸斜齒輪機構。
3.蜗桿傳動相當於螺旋傳動,為多齒啮合傳動,故傳動平穩、噪音很小。
4.具有自鎖性。當蜗桿的導程角小於啮合輪齒間的當量摩擦角時,機構具有自鎖性,可達成反向自鎖,即只能由蜗桿帶動蜗輪,而不能由蜗輪帶動蜗桿。如在起重機械中使用的自鎖蜗桿機構,其反向自鎖性可起安全保護作用。
5.傳動效率較低,磨損較嚴重。蜗輪蜗桿啮合傳動時,啮合輪齒間的相對滑動速度大,故摩擦損耗大、效率低。另一方面,相對滑動速度大使齒面磨損嚴重、發熱嚴重,為了散熱和減小磨損,常采用價錢較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置,因而成本較高。
6.蜗桿軸向力較大。