蜗轮蜗杆减速机的传动及啮合原理

蜗轮蜗杆减速机的传动及啮合

  蜗轮蜗杆减速机是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90°。在一般蜗杆传动中,都是以蜗杆为主动件。从外形上看,蜗杆类似螺栓,蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时,蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况,将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形,使之将蜗杆部分包住.这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触,而不是点接触。蜗杆传动具有以下特点:

  1.传动比大,且准确。通常称蜗杆的螺旋线数为螺杆的头数,若蜗杆头数为z1,蜗轮齿数为z2,则蜗杆传动的传动比为i=z2/z1。通常蜗杆头数很少(z1=1～4),蜗轮齿数很多(z2=30～300),所以蜗杆传动可获得很大的传动比而使机构比较紧凑。单级蜗杆传动的传动比i≤100～300;传递动力时常用i=5～83。

  2.传动平稳无噪声。蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的,同时啮合的齿数相对较多，所有传动平稳。蜗轮一般为铜制结构，与钢制蜗杆接触时极大降低噪音。

  3.可以实现自锁。当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时,可以实现自锁。

  4.蜗轮通常为铜轮。因啮合处有较大的滑动速度,会产生较大的摩擦磨损,引起发热,需要使用专门的蜗轮蜗杆油润滑,为减小摩擦系数，蜗轮一般常用青铜等贵重金属制造。

 图（1）

  蜗轮蜗杆啮合传动中过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的剖面称为主剖面，如图（1）所示。在主剖面内反映了蜗杆蜗轮的主要尺寸参数，因此是着重研究的剖面。

  1)蜗杆蜗轮在主剖面内的啮合为渐开线齿条与齿轮的啮合。

  2)在平行主剖面的其它剖面内，均有一对各不相同的非渐开线齿条齿轮啮合，但无论相啮合的齿廓形状如何，均有一个啮合点（接触点），由无数个剖面的集合可知，蜗杆蜗轮的啮合是线接触，每对轮齿的啮合也是逐渐进入，逐渐退出，故接触线也是由短→长→短变化。因此蜗杆蜗轮传动平稳，振动噪声小，承载能力高。

  3)在主剖面内有基本参数：模数和压力角。对于蜗杆称轴面模数ma1和轴面压力角aa1；对于蜗轮称端面模数mt2和端面压力角at2。蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件为ma1=mt2=m；aa1=at2=a(=20°)
  4)蜗杆蜗轮传动可以获得较大传动比。因为蜗杆的齿数z1较少，蜗轮的齿数z2可以很多，因此传动比i= z2/z1可以很大，一般i=5~100。在分度机构或手动机构中，i可达300以上。

  5)蜗杆蜗轮传动一般具有自锁性。当蜗杆的螺旋线导程角小于轮齿间当量摩擦角时，蜗杆蜗轮机构将自锁，即不能由蜗轮带动蜗杆转动。由于这种自锁性，使蜗杆蜗轮机构常用于起重装置中。