在蝸桿傳動(dòng)中,蝸輪輪齒的失效形式有點(diǎn)蝕、磨損、膠合和輪齒彎曲折斷,但一般蝸桿傳動(dòng)效率較低,滑動(dòng)速度較大,容易發(fā)熱等,故膠合和磨損破壞更為常見,蝸桿傳動(dòng)為了避免膠合和減緩磨損,蝸桿傳動(dòng)的材料必須具備減摩、耐磨和抗膠合的性能。
一般蝸桿用碳鋼或合金鋼制成,螺旋表面應(yīng)經(jīng)熱處理,以便達(dá)到高的硬度,然后經(jīng)過磨削或珩磨以提高傳動(dòng)的承載能力,蝸輪多數(shù)用青銅制造,對(duì)低速不重要的傳動(dòng),有時(shí)也用黃銅或鑄鐵,為了防止膠合和減緩磨損,應(yīng)選擇良好的潤滑方式,選用含有抗膠合添加劑的潤滑油。
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蝸桿傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比,在動(dòng)力傳動(dòng)中,一般傳動(dòng)比i=5~80,在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中,傳動(dòng)比可達(dá)300,若只傳遞運(yùn)動(dòng),傳動(dòng)比可達(dá)1000,由于傳動(dòng)比大,零件數(shù)目又少,因而結(jié)構(gòu)很緊湊,當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí),蝸桿傳動(dòng)便具有自鎖性。
在蝸桿傳動(dòng)中,由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒,它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的,同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多,故沖擊載荷小,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲低,蝸桿傳動(dòng)與螺旋齒輪傳動(dòng)相似,在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)傳動(dòng)具有自鎖性時(shí),效率僅為0.4左右。
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普通圓柱蝸桿若用直線切削刃在車床上加工,按刀具安裝位置不同,切出的蝸桿又可分為阿基米德蝸桿(ZA)、漸開線蝸桿(ZI)和法向直廓蝸桿(ZN)等,ZA阿基米德蝸桿 車刀刀刃平面通過蝸桿軸線,車刀切削刃夾角2α=40°切出的蝸桿,在軸平面上具有直線齒廓,法向剖面齒廓為外凸曲線,而端面上的齒廓曲線為阿基米德螺旋線,故稱為阿基米德蝸桿,這種蝸桿加工和測量都比較方便,故應(yīng)用廣泛。
ZN法向直廓蝸桿 當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角較大時(shí),為了使車刀獲得合理的前角和后角,車制時(shí)車刀刀刃平面放在蝸桿螺旋線的法平面上,這樣切出的蝸桿,在法向剖面上齒廓為直線,故 稱為法向直廓蝸桿,而在垂直于軸線的端面上的齒廓曲線為延伸漸開線,因而又稱為延伸漸開線蝸桿,這種蝸桿切削性能較好,有利于加工多頭蝸桿,且可用砂輪磨齒,常用于機(jī)床的多頭精密蝸桿傳動(dòng)。
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