蜗轮蜗桿机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗桿在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗桿又与螺桿形状相似。蜗轮的齿轮减速比一般为20:1,有时甚至高达300:1或更大。
基本介绍
- 中文名:蜗轮
- 外文名:worm gear
- 用途:传递两交错轴之间的运动和动力
- 使用目的:获得较大的齿轮减速比
- 套用场合:齿轮传动
基本概念
简介
如果想获得较大的齿轮减速比,就需要使用蜗轮。蜗轮的齿轮减速比一般为20:1,有时甚至高达300:1或更大。
许多蜗轮都有一个其他齿轮组所不具备的有趣特性:蜗桿可以轻易转动齿轮,但齿轮无法转动蜗桿。这是因为螺桿上的突角很浅,当齿轮尝试旋转螺桿时,齿轮与螺桿之间的摩擦力会让螺桿保持原位。
正确啮合
1、中间平面内蜗桿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桿的轴面模数且为标準值;蜗轮的端面压力角应等于蜗桿的轴面压力角且为标準值。
2、当蜗轮蜗桿的交错角为时,还需保证,而且蜗轮与蜗桿螺旋线旋向必须相同。
材料
蜗轮常用铸锡青铜和铝铁青铜;低速和不重要的传动可採用铸铁材料。
铸铁青铜:摩性好,抗胶合性好,价贵,强度稍低。
铸铝铁青铜:减摩性、抗胶合性稍差,但强度高,价兼。
铸铁:灰;球墨。要进行时效处理、防止变形。
机构特点
1、可以得到很大的传动比,比交错轴斜齿轮机构紧凑
2、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
3、蜗桿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
4、具有自锁性。当蜗桿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,即只能由蜗桿带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗桿。如在其重机械中使用的自锁蜗桿机构,其反向自锁性可起安全保护作用。
5、传动效率较低,磨损较严重。蜗轮蜗桿啮合传动时,啮合轮齿间的相对滑动速度大,故摩擦损耗大、效率低。另一方面,相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重,为了散热和减小磨损,常採用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置,因而成本较高。
2、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
3、蜗桿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
4、具有自锁性。当蜗桿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,即只能由蜗桿带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗桿。如在其重机械中使用的自锁蜗桿机构,其反向自锁性可起安全保护作用。
5、传动效率较低,磨损较严重。蜗轮蜗桿啮合传动时,啮合轮齿间的相对滑动速度大,故摩擦损耗大、效率低。另一方面,相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重,为了散热和减小磨损,常採用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置,因而成本较高。
6、蜗桿轴向力较大。

注意问题
蜗桿导程角是蜗桿分度圆柱上螺旋线的切线与蜗桿端面之间的夹角,与螺桿螺旋角的关係为,蜗轮的螺旋角大则传动效率高,当小于啮合齿间当量摩擦角时,机构自锁。
引入蜗桿直径係数q是为了限制蜗轮滚刀的数目,使蜗桿分度圆直径进行了标準化m一定时,q大则大,蜗桿轴的刚度及强度相应增大;一定时,q小则导程角增大,传动效率相应提高。
蜗桿头数推荐值为1、2、4、6,当取小值时,其传动比大,且具有自锁性;当取大值时,传动效率高。
与圆柱齿轮传动不同,蜗桿蜗轮机构传动比不等于蜗桿蜗轮机构的中心距 。
蜗桿蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法,可根据啮合点K处方向、方向(平行于螺旋线的切线)及应垂直于蜗轮轴线画速度矢量三角形来判定;也可用“右旋蜗桿左手握,左旋蜗桿右手握,四指拇指”来判定。
相关知识
区别
(1)蜗轮相等于齿轮;蜗桿相等于齿条。
(2)蜗桿是主动件;蜗轮是从动件。
(3)许多蜗轮都有一个其他齿轮组所不具备的有趣特性:蜗桿可以轻易转动齿轮,但齿轮无法转动蜗桿。这是因为螺桿上的突角很浅,当齿轮尝试旋转螺桿时,齿轮与螺桿之间的摩擦力会让螺桿保持原位。
旋向的判定
判定蜗桿或蜗轮的旋向:将蜗轮或蜗桿的轴线竖起,螺旋线右面高为右旋,左面高为左旋。
判定转向:右旋用右手法则,主动蜗桿为右旋用右手四个手指顺着蜗桿的转向握住蜗桿,大拇指的指向与蜗轮的节点速度方向相反,来判定蜗轮的转向
如果你是要判断手头一个齿轮的旋向,可将齿轮平放面前,看齿部走向,如果左高右低就是左旋。反之就是右旋
斜齿轮旋向的确定:
左右手法则:左旋用左手,右旋用右手大拇指和轴向重合,四指指向斜齿上升的方向,左手符合就是左旋,右手符合就是右旋(始终是手背朝着自己)。