蜗杆传动

 

 

    蜗杆传动主要由蜗杆1和蜗轮2组成，蜗杆传动用于传递空间交错成90°的两轴之间的运动和动力，通常蜗杆为主动件。与其他机械传动比较，蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、运转平稳、噪声较小等优点，因此广泛应用于各种机器和仪器中。

 

图1 蜗杆传动

 

    机械中常用的为普通圆柱蜗杆传动。根据蜗杆螺旋面的形状，可分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆及延伸渐开线蜗杆等三种。由于阿基米德蜗杆容易加工制造，应用最广，本章主要讨论这种蜗杆传动。

 

§蜗杆传动的材料和结构

 

一、蜗杆传动的材料

    选用蜗杆传动材料时不仅要满足强度要求，更重要的是具有良好的减摩性、抗磨性和抗胶合的能力。蜗杆一般用碳素钢或合金钢制造。对于高速重载的蜗杆，可用15Cr，20Cr，20CrMnTi和20MnVB等，经渗碳淬火至硬度为56~63HRC，也可用40、45、40Cr、40CrNi等经表面淬火至硬度为45~50HRC。对于不太重要的传动及低速中载蜗杆，常用45、40等钢经调质或正火处理，硬度为220~230HBS。

    蜗轮常用锡青铜、无锡青铜或铸铁制造。锡青铜用于滑动速度vs>3m/s的传动，常用牌号有ZQSn10-1和ZQSn6-6-3；无锡青铜一般用于vs≤4m/s的传动，常用牌号为ZQAl 8-4；铸铁用于滑动速度vs<2 m/s的传动，常用牌号有HT150和HT200等。近年来，随着塑料工业的发展，也可用尼龙或增强尼龙来制造蜗轮。

 

二、蜗杆和蜗轮的结构

    蜗杆通常与轴做成一体，除螺旋部分的结构尺寸取决于蜗杆的几何尺寸外，其余的结构尺寸可参考轴的结构尺寸而定。图8-6 a为铣制蜗杆，在轴上直接铣出螺旋部分，刚性较好。图8-6 b为车制蜗杆，刚性稍差。

图2。蜗杆的结构形式

 

    蜗轮的结构有整体式和组合式两类。图8-7a所示为整体式结构，多用于铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮。为了节省有色金属，对于尺寸较大的青铜蜗轮一般制成组合式结构，为防止齿圈和轮心因发热而松动，常在接缝处再拧入4~6个螺钉，以增强联接的可靠性（图8-7b），或采用螺栓联接（图8-7c），也可在铸铁轮心上浇注青铜齿圈（图8-7d）。

图3蜗轮的结构形式

a≈1.6m+1.5mm，c≈1.5m，B=（1.2~1.8）d，b=a，

d3--=（1.6~1.8）d，d4=（1.2~1.5）m，l1=3d4（m为蜗轮模数）