蝸輪的齒輪減速比一般為20:1,有時(shí)甚至高達(dá)300:1或更大,如果想獲得較大的齒輪減速比,就需要使用蝸輪,許多蝸輪都有一個(gè)其他齒輪組所不具備的有趣特性:蝸桿可以輕易轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪,但齒輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿,這是因?yàn)槁輻U上的突角很淺,當(dāng)齒輪嘗試旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí),齒輪與螺桿之間的摩擦力會(huì)讓螺桿保持原位。
中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等,即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值;蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為時(shí),還需保證,而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同,蝸輪常用鑄錫青銅和鋁鐵青銅,低速和不重要的傳動(dòng)可采用鑄鐵材料。
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環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的特征是,蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面,所以把這種蝸桿傳動(dòng)叫做環(huán)面蝸桿傳,在這種傳動(dòng)的嚙合帶內(nèi),蝸輪的節(jié)圓位于蝸桿的節(jié)弧面上,亦即蝸桿的節(jié)弧沿蝸輪的節(jié)圓包著蝸輪,在中間平面內(nèi),蝸桿和蝸輪都是直線齒廓。
環(huán)面蝸桿傳動(dòng)由于同時(shí)相嚙合的齒對(duì)多,而且輪齒的接觸線與蝸桿齒運(yùn)動(dòng)的方向近似于垂直,這就大大改善了輪齒受力情況和潤(rùn)滑油膜形成的條件,因而承載能力約為阿基米德蝸桿傳動(dòng)的2~4倍,效率一般高達(dá)0.85~0.9,但環(huán)面蝸桿傳動(dòng)需要較高的制造和安裝精度。
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蝸輪蝸桿徑向力Fr1、Fr2分別指向各自的輪心,圓周力遵循“主反從同”的規(guī)律,即主動(dòng)件蝸桿的圓周力Ft1的方向與其轉(zhuǎn)向相反、從動(dòng)件蝸輪圓周力Ft2的方向與其轉(zhuǎn)向相同,判斷方法:已知蝸桿轉(zhuǎn)向,因而可確定蝸桿圓周力Ft1的方向與其轉(zhuǎn)向n1相反,F(xiàn)t1的反方向即為蝸輪軸向力Fa2的方向。
蝸桿軸向力Fa1由“主動(dòng)輪左(右)手法則”判定,即左旋蝸桿用左手、右旋蝸桿用右手,彎曲的四指代表蝸桿的回轉(zhuǎn)方向,大姆指的指向即為蝸桿的軸向力Fa1的方向,蝸輪軸向力Fa2則根據(jù)蝸桿圓周力Ft1的方向來確定。
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