蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力,蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似,可以得到很大的传动比,比交错轴斜齿轮机构紧凑,两轮啮合齿面间为线接触,其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构。
蜗杆传动相当于螺旋传动,为多齿啮合传动,故传动平稳、噪音很小,当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时,机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆。
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法向直廓蜗杆传动:蜗杆齿廓在法截面中为直线,在轴截面内为曲线形齿廓,在端面内为延伸渐开线,由于刀具法向放置,故易于加工导程角大的多头蜗杆(三头以上或g>15°),但由于磨削困难而难以得到精准的蜗轮滚刀,以致影响了蜗轮的齿面精度。
渐开线圆柱蜗杆传动:端面为渐开线,齿面为渐开线螺旋面,在基圆柱的轴向截面内,齿廓的一侧为直线,另一侧为曲线,可精准磨削加工,故蜗杆可采用硬齿面,同时可以得到较精准的蜗轮滚刀而提高蜗轮齿面精度,得到好的啮合性能,一般可用于较大载荷和较高速度的场合。
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蜗轮蜗杆径向力Fr1、Fr2分别指向各自的轮心,圆周力遵循“主反从同”的规律,即主动件蜗杆的圆周力Ft1的方向与其转向相反、从动件蜗轮圆周力Ft2的方向与其转向相同,判断方法:已知蜗杆转向,因而可确定蜗杆圆周力Ft1的方向与其转向n1相反,Ft1的反方向即为蜗轮轴向力Fa2的方向。
蜗杆轴向力Fa1由“主动轮左(右)手法则”判定,即左旋蜗杆用左手、右旋蜗杆用右手,弯曲的四指代表蜗杆的回转方向,大姆指的指向即为蜗杆的轴向力Fa1的方向,蜗轮轴向力Fa2则根据蜗杆圆周力Ft1的方向来确定。
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