齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素,因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算,此外有时还应验算轮齿的弯曲强度,一般蜗杆齿不易损坏,故通常不必进行齿的强度计算,但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。
一般蜗杆与轴制成一体,称为蜗杆轴,蜗轮的结构型式可分为蜗杆传动3种形式:①整体式:用于铸铁和直径很小的青铜蜗轮;②齿圈压配式:轮毂为铸铁或铸钢,轮缘为青铜;③螺栓联接式:轮缘和轮毂采用铰制孔,用螺栓联接,这种结构装拆方便。
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蜗轮的齿轮减速比一般为20:1,有时甚至高达300:1或更大,如果想获得较大的齿轮减速比,就需要使用蜗轮,许多蜗轮都有一个其他齿轮组所不具备的有趣特性:蜗杆可以轻易转动齿轮,但齿轮无法转动蜗杆,这是因为螺杆上的突角很浅,当齿轮尝试旋转螺杆时,齿轮与螺杆之间的摩擦力会让螺杆保持原位。
中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等,即蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值;蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值,当蜗轮蜗杆的交错角为时,还需保证,而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同,蜗轮常用铸锡青铜和铝铁青铜,低速和不重要的传动可采用铸铁材料。
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环面蜗杆传动的特征是,蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面,所以把这种蜗杆传动叫做环面蜗杆传,在这种传动的啮合带内,蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧面上,亦即蜗杆的节弧沿蜗轮的节圆包着蜗轮,在中间平面内,蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。
环面蜗杆传动由于同时相啮合的齿对多,而且轮齿的接触线与蜗杆齿运动的方向近似于垂直,这就大大改善了轮齿受力情况和润滑油膜形成的条件,因而承载能力约为阿基米德蜗杆传动的2~4倍,效率一般高达0.85~0.9,但环面蜗杆传动需要较高的制造和安装精度。
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