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正基元齿轮 蜗杆副·一般相啮名词

蜗杆副
蜗杆与其配对蜗轮组成的交错轴齿轮副,其轴交角通常为90°。蜗杆副在中间平面内的啮合具有齿条副的啮合特性。
蜗杆副种类繁多,其分类方法也各不相同,常见的分类如下:
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蜗杆副是传递交错轴间运动及转矩的齿轮机构。它的特点主要有:
(1)运动特征:蜗杆副的啮合运动是相对滑动与相对滚动的组合,以相对滑动为主(υ(12)>υ1>υ2),轮齿从进入啮合到退出啮合,滑动扫过全齿,故具有工作平稳,振动小,冲击小,噪声小的啮合特点;另外,单级蜗杆副就可实现很大的传动比,动力蜗杆副常用传动比范围是i=5~63,传递运动的蜗杆副,传动比可达到1000,故具有传动比大,体积小,重量轻,结构紧凑的特征。
(2)强度特征:蜗杆齿呈螺旋形,蜗轮齿多呈短而宽的环形悬臂梁,所以有极高的弯曲强度,可承受很大的冲击载荷。由于齿面相对运动速度大,齿表面抗胶合、抗磨损、抗点蚀等能力较差,故具有弯曲强度远大于表面强度的特征。
(3)多用于减速传动:蜗杆副相当于楔形斜面摩擦副,蜗杆为主动件的升程传动效率,远高于蜗轮为主动件的回程传动效率,故多用于减速传动机构。
(4)工艺特征:蜗杆要实现线接触,必须用直接展成法加工蜗轮。
(5)传动效率:一般情况下,传动比相同时蜗杆副传动效率略低于齿轮副传动效率。
(6)材料特征:蜗杆副齿面间由于相对运动速度大,齿面强度低,为提高齿面强度,蜗杆通常采用优质碳素钢或台金钢制成,蜗轮多采用耐磨性能好、减磨性能优的铜合金材料制成。

蜗杆副的正确啮合条件
是指蜗杆副相配齿面瞬时满足共轭啮合条件蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元(12)·蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元=0的几何条件。蜗杆副的正确啮合条件是蜗杆与蜗轮的法向齿距和法向压力角相等,同时节圆柱面上的螺旋线相切,于是
蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元

非包围蜗杆副
蜗杆和蜗轮的顶圆曲面为圆柱面、圆锥面或平面时,这种配对蜗杆和蜗轮组成的蜗杆副称非包围蜗杆副。如锥蜗杆副、偏置圆柱蜗杆副等为非包围蜗杆副。

蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元单包围蜗杆副
蜗杆副中的蜗杆和蜗轮若其中之一的分度曲面为圆环面,则这对蜗杆副称单包围蜗杆副。如圆柱蜗杆副、一次平面和二次平面包络环面蜗杆副都属于单包围蜗杆副。

双包围蜗杆副
蜗杆副中,若蜗杆和蜗轮的分度曲面都是圆环面,则这种蜗杆副为双包围蜗杆副。如直廓环面蜗杆副即是双包围蜗杆副。

单包络蜗杆副
蜗杆副中的蜗杆螺旋面和蜗轮齿面,若其中之一用展成法加工,一个用仿型法(轨迹法)加工,亦即只有一个配对齿轮的齿面是刀具刃面的包络面,则这类蜗杆副通称单包络蜗杆副,如车削型蜗杆副多为单包络蜗杆副。

双包络蜗杆副
蜗杆副中,若蜗杆螺旋面与蜗轮齿面都是用展成法加工而成的,亦即蜗杆、蜗轮齿面都是刀具刃面的包络面,则这类蜗杆副通称双包络蜗杆副。

胶合“危险区”
蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元在圆柱蜗杆副的蜗轮齿面上,最易出现胶合损伤区域,称胶合“危险区”。蜗轮齿面上,不同部位接触线形状不同,润滑角θ差异较大,在蜗轮轮齿中央区域内,有一条θ=0的a—b线(图6-91),在其附近θ角都很小,另外在蜗杆节线附近θ角也不大,这两个区域形成液体动压油膜的条件最差,抗胶合的能力最弱,是胶合失效的基源部位。形成胶合“危险区”。消除或减弱“危险区”的影响则是提高蜗杆传动效率和承载能力的重要措施。

蜗杆副的啮合节点
蜗杆副中,蜗轮分度圆与连心线的交点(图6-92)。亦即蜗杆节线与蜗轮节圆(分度圆)的切点。在该点处,蜗杆螺旋面的轴向移动速度υx等于蜗轮的圆周速度υ2。

蜗杆节圆直径
见“节圆”。圆柱蜗杆副节圆直径大小为:d1′=d1+2mx=(q+2x)。

蜗轮节圆
蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元蜗轮节圆是一个与其分度圈同心的假想圆,属于啮合参数,在这个圆上,点的圆周速度等于相啮蜗杆螺旋面的轴向移动速度。蜗轮的节圆与分度圆重合,节圆直径为d2′=d2=mz2。

蜗轮轴向调整
在安装圆柱蜗杆副时为了实现啮合略图I(图6-97a),亦即使蜗轮齿面在啮出侧啮合,可相对蜗杆调正蜗轮的轴向位置,向啮入侧移动,调正的结果,可实现啮合略图I,使入口侧形成良好的“人工油涵”,如图6-93所示,但是随着工作时间的推延,齿面的磨料磨损,啮合部位要向入口移动,这时可重新再调正。为了调正方便,可在减速器设计时辅加一个调正装置。

变态圆柱蜗杆副
由圆柱蜗杆与不同形式的配对蜗轮组成的蜗杆副称变态形式,这类圆柱蜗杆副与一般圆柱蜗杆副相比具有承载能力大、传动效率高等优点,但工艺性较差。常见的形式如图6-94蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元所示:

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鼓形柱体蜗杆副
由鼓形柱体蜗杆和相配蜗轮组成的蜗杆副。该蜗杆副啮合齿数多,接触线形状良好。某形式如图6-95蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元所示。

蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元

单导程圆柱蜗杆副
单导程圆柱蜗杆与其用直接展成法加工出的配对蜗轮所组成的蜗杆副。一般圆柱蜗杆副都是单导程圆柱蜗杆副,通常把“单导程”省略而只称圆柱蜗杆副。

双导程圆柱蜗杆副
由双导程圆柱蜗杆与直接展成法加工的配对蜗轮组成的蜗杆副。这种蜗杆副的主要特点是:可以用蜗杆相对蜗轮的轴向移动,来调节蜗杆副的侧隙,以得到需要的侧隙,而勿需调整中心距或采取其它措施。另外在工作过程中,还可以随时调整侧隙,以便得到和达到新的要求,保证传动精度。该蜗杆副主要用于机床上的分度机构。

修正机床中心距
蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元加工蜗轮时为了实现啮合略图Ⅱ (图6-97),机床中心距a0小于蜗杆副中心距a,称修正机床中心距。其结果蜗轮齿根金属被多切去一层?煞奖愕厥迪帜龊下酝饥。一般取a0=a-△a, △a=(蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元)mx。模数大时取大值。

修正机床传动比
为了实现啮合略图Ⅱ (图6-97),在加工蜗轮时,使i02>i12,其结果x0<x,x0=x-△x。切削出的蜗轮齿根较瘦,避开了接触。蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元 。

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注:蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元、蜗杆副 - 齿轮知识 - 正基元图中有的类型尚未实现。

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