蝸桿傳動

蝸桿傳動是指以蝸桿為主動件，蝸輪為從動件的機(jī)械傳動方式，通過蝸桿和蝸輪的嚙合傳動，實(shí)現(xiàn)兩根交錯軸之間的運(yùn)動和動力傳遞。其具有傳動平穩(wěn)、傳動比大、自鎖等特性。通常將蝸桿和傳動軸加工成一個(gè)整體，稱為蝸桿軸。同向旋轉(zhuǎn)的蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿為原動機(jī)，蝸輪為從動件，傳動機(jī)構(gòu)做減速運(yùn)動。

根據(jù)蝸桿分度面形狀的不同，蝸桿傳動方式可分為以下幾種：圓柱蝸桿傳動、弧面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動，其中阿基米德蝸桿屬于圓柱蝸桿傳動，因其易于加工制造而廣泛應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)中。蝸桿傳動類似于齒輪傳動，通常有疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、齒輪齒斷裂等失效形式。

蝸桿

通常將蝸桿和軸加工成一個(gè)整體，稱為蝸桿軸。蝸桿按制造方法可分為車削蝸桿和銑削蝸桿車削蝸桿有出口槽，而銑削蝸桿沒有出口槽，所以其剛性比車削蝸桿好。

蝸輪

蝸輪結(jié)構(gòu)分為兩類：一種是整體式，一種是組合式。鑄鐵蝸輪和小型青銅蝸輪通常采用整體結(jié)構(gòu)對于大直徑蝸輪，為了節(jié)省有色金屬，常采用組合結(jié)構(gòu)外齒圈由青銅制成，輪心由鐵或碳鋼制成。輪心和齒圈通常采用過盈配合，在嚙合縫上通常擰緊螺釘，以增加連接的可靠性。

潤滑

油浸和噴射潤滑是蝸輪傳動的兩種密封方式，它們的潤滑方式都是基于齒面的相對滑移率。低速時(shí)，低速蝸輪通常采用油浸潤滑；當(dāng)滑移率為10米時(shí)/秒以上，通常采用鋁銅鑄造，強(qiáng)度高，但抗粘連性能比錫青銅差，而且價(jià)格便宜。當(dāng)滑移率小于2m時(shí)/秒，通常使用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。高速蝸輪傳動時(shí)，一般采用燃油噴射，注入潤滑油時(shí)，要適當(dāng)調(diào)整油量。

閉式蝸桿傳動的潤滑方式主要有油浸潤滑和噴油潤滑，主要根據(jù)齒面的相對滑動速度來選擇。對于小于10m的相對滑動速度/蝸桿傳動，通常采用油浸潤滑；對于大于10m的相對滑動速度/s蝸桿傳動，一般采用噴油潤滑，在噴潤滑油時(shí)，需要控制油量、油壓得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和控制。

優(yōu)點(diǎn)

傳動平穩(wěn)，沖擊、振動、噪聲較小。在蝸桿傳動中，由于蝸桿是螺旋齒，其與蝸輪齒的嚙合傳動相當(dāng)于螺旋傳動，傳動過程中同時(shí)嚙合的齒對數(shù)更多，使得傳動過程比齒輪傳動更平穩(wěn)更有沖擊力、振動、噪聲較小。

布局緊湊，傳動比大。蝸桿頭的最小數(shù)量為1一般在動力傳動中，傳動比為10~80，在分度機(jī)構(gòu)中，傳動比最高可達(dá)1000。要達(dá)到相同的傳動比，齒輪傳動需要多級傳動，蝸桿傳動比齒輪傳動占用體積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊。

具有自鎖功能。由于摩擦力的存在，有時(shí)會出現(xiàn)驅(qū)動力再怎么增大，靜止的機(jī)械也動不了的現(xiàn)象這種現(xiàn)象被稱為機(jī)械自鎖。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角小于齒間等效摩擦角時(shí)，蝸桿傳動可以實(shí)現(xiàn)自鎖功能。

缺點(diǎn)

驅(qū)動時(shí)齒面摩擦嚴(yán)重，傳動效率低。嚙合輪齒間的滑動速度高，使得摩擦和發(fā)熱損失大，傳動效率低，要求工作時(shí)有良好的潤滑和散熱條件。

制造成本高，不適合大功率傳輸。蝸桿傳動中齒面摩擦嚴(yán)重，因此蝸輪通常采用價(jià)格昂貴的減摩材料（青銅）制造，成本較高。大功率連續(xù)傳動對蝸輪的磨損很大，需要頻繁更換蝸輪環(huán)，不適合大功率傳動。

圓柱蝸桿傳動

圓柱蝸桿在主平面上傳動，相當(dāng)于齒條齒輪傳動當(dāng)蝸桿繞軸轉(zhuǎn)動時(shí)，蝸輪齒相當(dāng)于齒條的軸向運(yùn)動帶動蝸輪齒，使蝸輪轉(zhuǎn)動。普通圓柱蝸桿傳動根據(jù)齒形不同可分為兩種類型：阿基米德蝸桿傳動、漸開線蝸桿傳動、普通直廓蝸桿傳動和錐面包絡(luò)蝸桿傳動等。阿基米德蝸桿的軸向截面是直的，但在其法向截面上是凸的；在垂直于軸線的截面中（端表面）其實(shí)齒廓曲線就是阿基米德螺線，由于加工制造方便，所以應(yīng)用廣泛。

環(huán)面蝸桿傳動

環(huán)形蝸桿傳動的特點(diǎn)如下：在其軸向上，形狀是以一條凹弧為母線生成的旋轉(zhuǎn)曲線，故稱環(huán)面蝸桿。在傳動的嚙合區(qū)域，嚙合蝸輪的節(jié)圓在節(jié)面上。在中面上，蝸桿和蝸輪都是直齒。由于傳動時(shí)有幾個(gè)齒輪同時(shí)配合，齒面接觸直線基本垂直于運(yùn)動方向，齒輪的壓力和潤滑膜的形成得到很好的改善，其負(fù)載性能是阿基米德蝸桿的2~4倍，工作性能通?？蛇_(dá)到0.85~0.9，但是生產(chǎn)裝配的精度很高。

錐面蝸桿傳動

圓錐蝸桿傳動的蝸桿由均勻分布在圓錐上的螺旋線組成。蝸輪的形狀類似于圓弧錐齒輪，在常規(guī)滾齒機(jī)上用錐形滾刀加工成形，故稱為錐蝸輪。錐蝸桿傳動有多個(gè)嚙合點(diǎn)；大的傳動比（通常為10-360)，更高的負(fù)荷和效率，更好的間隙調(diào)節(jié)能力，在加工制造時(shí)可以節(jié)省大量的有色金屬。但是，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它在積極、反向力是有不對稱性的，所以它的承載能力和效率是不一樣的。

在工業(yè)生產(chǎn)中，蝸桿傳動因其不同的傳動特性而廣泛應(yīng)用于機(jī)床中、汽車、礦山采掘、冶金、起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。普通圓柱蝸桿傳動在傳動過程中振動小、運(yùn)動穩(wěn)定、低噪音等特點(diǎn)，在滾齒機(jī)上、廣泛應(yīng)用于插齒機(jī)等機(jī)床。在冶金行業(yè)，大型軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)通常采用大直徑蝸桿傳動來實(shí)現(xiàn)在煤礦設(shè)備中，各種絞車采煤機(jī)起重機(jī)起重設(shè)備和電梯、電車等，都是由蠕蟲驅(qū)動的。在軍事工業(yè)和空間觀測的精密儀器設(shè)備中，通常采用蝸桿傳動作為分度機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)。此外，蝸桿傳動結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，能在較小的空間內(nèi)完成較大的減速傳動，通常用作旋轉(zhuǎn)機(jī)械回轉(zhuǎn)裝置中的減速器，如起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。