蝸桿運(yùn)動與螺旋傳動

1、第十章、蝸桿運(yùn)動與螺旋傳動蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運(yùn)動和動力的一種傳動，兩軸線間的夾角可為任意值，。這種傳動結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)、自鎖性好，廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車、儀器、 起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械及其它機(jī)器或設(shè)備中。螺旋傳動由螺旋副連接而成，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，易于自鎖，工作可靠，可以將回轉(zhuǎn) 運(yùn)動變換為直線運(yùn)動，在儀器儀表、工裝、測量工具等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。實(shí)例實(shí)例一：圖10-1為一蝸輪蝸桿減速器，是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動機(jī)械 ，是最常用的減速機(jī)之一。圖10-1蝸輪蝸桿減速器圖圖10-2定心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例二：圖10-2定心夾緊機(jī)構(gòu)，由平面夾爪和V

2、型夾爪組成定心機(jī)構(gòu)。螺桿的兩端分別為右旋和左旋螺紋，采用導(dǎo)程不同的復(fù)式螺旋。當(dāng)轉(zhuǎn)動螺桿時，兩夾爪就夾緊工件。學(xué)習(xí)目標(biāo)1 熟練掌握蝸桿的傳動特點(diǎn)、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則；2. 熟練掌握蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3. 掌握蝸桿傳動的受力分析、滑動速度和效率；4. 掌握蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算；5. 了解蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)；6. 了解螺旋傳動機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動特點(diǎn)及適用場合。重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 蝸桿傳動的組成和特點(diǎn)2. 蝸輪蝸桿的主要參數(shù)、幾何尺寸計(jì)算3. 蝸輪蝸桿的主要失效形式4. 螺旋傳動的類型第一節(jié)：蝸桿傳動的組成、特點(diǎn)及分類10-3、蝸桿傳動的組成蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成，用來傳遞空間兩交錯軸的

3、運(yùn)動和動力。如圖所示。通常兩軸交錯角為 90° ,蝸桿為主動件。圖10-3 蝸桿傳動二、蝸桿傳動的特點(diǎn)(1) 傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。單級傳動比一般為1040(<80)，只傳動運(yùn)動時(如分度機(jī)構(gòu))，傳動比可達(dá)1000。(2) 傳動平穩(wěn)，噪聲小。由于蝸桿上的齒是連續(xù)的螺旋齒，蝸輪輪齒和蝸桿是逐漸進(jìn)入 嚙合又逐漸退出嚙合的，故傳動平穩(wěn)，噪聲小。(3) 有自鎖性。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時，蝸輪不能帶動蝸桿轉(zhuǎn)動， 呈自鎖狀態(tài)。手動葫蘆和澆鑄機(jī)械常采用蝸桿傳動滿足自鎖要求。傳動效率低。蝸桿蝸輪嚙合處有較大的相對滑動，摩擦劇烈、發(fā)熱量大，故效率低。 一般n = 0.70.9，具有自鎖性能的

4、蝸桿效率僅0.4。(5)蝸輪造價(jià)較高。為了減摩和耐磨，蝸輪常用青銅制造，材料成本較高。由上述特點(diǎn)可知：蝸桿傳動適用于傳動比大，傳遞功率不大，兩軸空間交錯的場合。三、蝸桿傳動的分類如圖10-4所示，根據(jù)蝸桿的形狀，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動(圖a),環(huán)面蝸桿傳動(圖b),和錐面蝸桿傳動(圖c)。圓柱蝸桿傳動，按蝸桿軸面齒型又可分為普通蝸桿傳動和圓弧齒圓柱蝸桿傳動。a)b）c）圖7-2蝸桿傳動的類型普通蝸桿傳動多用直母線刀刃的車刀在車床上切制，可分為阿基米德蝸桿（ZA型）、漸開蝸桿（ZI型）和法面直齒廓蝸桿（ZH型）等幾種。如圖10-5所示，車制阿基米德蝸桿時刀刃頂平面通過蝸桿軸線。該蝸桿軸向齒廓

5、為直線，端面齒廓為阿基米德螺旋線。阿基米德蝸桿易車削難磨削，通常在無需磨削加工情況下 被采用，廣泛用于轉(zhuǎn)速較低的場合。圖10-5阿基米德蝸桿圖10-6漸開線蝸桿如圖10-6所示，車制漸開線蝸桿時，刀刃頂平面與基圓柱相切，兩把刀具分別切出左、 右側(cè)螺旋面。該蝸桿軸向齒廓為外凸曲線，端面齒廓為漸開線。漸開線蝸桿可在專用機(jī)床上 磨削，制造精度較高，可用于轉(zhuǎn)速較高功率較大的傳動。蝸桿傳動類型很多，本章僅討論目前應(yīng)用最為廣泛的阿基米德蝸桿傳動。第二節(jié)：普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)有模數(shù)m壓力角a、蝸桿頭數(shù)Z1、蝸輪齒數(shù)Z2和傳動

6、比i等。進(jìn)行蝸桿傳動的設(shè)計(jì)時，首先要正確地選擇參數(shù)。1. 模數(shù)m和壓力角和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的幾何尺寸也以模數(shù)為主要計(jì)算參數(shù)。為保證輪齒的正確 嚙合，蝸桿的軸向模數(shù) ma1應(yīng)等于蝸輪的端面模數(shù) mt2;蝸桿的軸向壓力角a1應(yīng)等于蝸輪的端面壓力角t2 ；蝸桿分度圓導(dǎo)程角應(yīng)等于蝸輪分度圓螺旋角，且兩者螺旋方向相同。即：maimt2malt22. 蝸桿的分度圓直徑di和導(dǎo)程角如圖10-7所示，將蝸桿分度圓柱展開，其螺旋線與端平面的夾角稱為蝸桿的導(dǎo)程角?？傻茫?ZiPalZimtg Y-(10-1)d1 d1式中：pai為蝸桿軸向齒距(mm); di為蝸桿分度圓直徑(mm )。蝸桿的螺旋線與螺紋相

7、似也分左旋和右旋，一般多為右旋。對動力傳動為提高效率應(yīng)采用較大的 值，即采用多頭蝸桿；對要求具有自鎖性能的傳動，應(yīng)采用<3 30的蝸桿傳動，此時蝸桿的頭數(shù)為 i。由式7-2得：zidi m mq(i0-2)tg式中：q 弐稱為蝸桿的直徑系數(shù)，當(dāng) m 定時，q值增大，則蝸桿直徑 di增大，蝸桿的 tg剛度提高。小模數(shù)蝸桿一般有較大的q值，以使蝸桿有足夠的剛度。蝸桿與蝸輪正確嚙合，加工蝸輪的滾刀直徑和齒形參數(shù)必須與相應(yīng)的蝸桿相同，為限制蝸輪滾刀的數(shù)量，di亦標(biāo)準(zhǔn)化。di與m有一定的匹配如表 i0-2所示。圖 i0-73. 蝸桿頭數(shù)Zi、蝸輪齒數(shù)Z2和傳動比i蝸桿頭數(shù)Zi,即為蝸桿螺旋線的數(shù)目

8、。蝸桿的頭數(shù)一般取Zi=i6。當(dāng)傳動比大于40或要求自鎖時取zi=i ；當(dāng)傳動功率較大時，為提高傳動效率取較大值，但蝸桿頭數(shù)過多，加工精 度難于保證。蝸輪的齒數(shù)一般取 Z2= 2780。Z2過少將產(chǎn)生根切；Z2過大，蝸輪直徑增大，與之相應(yīng) 的蝸桿長度增加，剛度減小。蝸桿傳動的傳動比i等于蝸桿與蝸輪轉(zhuǎn)速之比。當(dāng)蝸桿回轉(zhuǎn)一周時，蝸輪被蝸桿推動轉(zhuǎn)過Zi個齒(或Zi/Z2周)，因此傳動比為：niZ2/、i(i0-3)n2Zi式中：ni、n2分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速(r/min )。在蝸桿傳動設(shè)計(jì)中，傳動比的公稱值按下列數(shù)值選?。?、7.5、i0、i2.5、i5、20、25、30、40、50、60、70、

9、80。其中i0、20、40、80為基本傳動比應(yīng)優(yōu)先選用。zi、Z2可根據(jù)傳動比i按表10-1選取。表10-1 Z1和Z2的推薦值i7891314 2425 2728 40>40228 3227 5228 7250 8128 80>40表10-2蝸桿基本參數(shù)（工 =90 0）（摘自GB/T10085-88）模數(shù)m(mm)分度圓直徑d1（mm）蝸桿頭數(shù)Z1直徑系數(shù)q2 m d1 (mm)3模數(shù)m(mm)分度圓直徑d1（mm）蝸桿頭數(shù)Z1直徑系數(shù)q2 m d1 (mm)3118118.000186.3(80)r 1,2, 412.69831751.2520116

10、.00031.25112117.778444522.4117.920358(63)1,2, 47.87540321.6201,2, 412.50051.280M, 2, 4, 610.000537628117.50071.68(100)1,2, 412.50064002(18)1,2, 49.00072140117.500896022.41,2, 4, 611.20089.610(71)1,2, 47.1007100(28)1,2, 414.00011290M, 2, 4, 69.000900035.5117.750142(112)1,2, 411.200112002.5(22.4)1,2,

11、48.960140160116.00016000281,2, 4, 611.20017512.5(90)r 1,2, 47.20014062(35.5)1,2, 414.200221.91121,2, 48.9601750045118.000281(140)1,2, 411.200218753.15(28)1,2, 48.889278200116.0003125035.51,2, 4, 611.2735216(112)1,2, 47.00028672451,2, 414.286447.51401,2, 48.7503584056117.778556(180)r 1,2, 411.2504608

12、04.5)1,2, 47.875504250115.62564000401,2, 4, 610.00064020(140)1,2, 47.00056000(50)1,2, 412.500800160r 1,2, 48.0006400071117.7501136(224)r 1,2, 411.200896005(40)1,2, 48.0001000315115.750126000501,2, 4, 610.000125025(180)1,2, 47.200112500(63)1,2, 412.6001575200r 1,2, 48.00012500090118.0002250(280)1,2,

13、411.2001750006.3(50)1,2, 47. 9361985400116.000250000631,2, 4, 610.0002500注：表中模數(shù)和分度圓直徑僅列出了第一系列的較常用數(shù)據(jù)。括號內(nèi)的數(shù)字盡可能不用4. 中心距a蝸桿傳動中，當(dāng)蝸桿節(jié)圓與蝸輪分度圓重合時稱為標(biāo)準(zhǔn)傳動，其中心距為:1a 2（d1 d2）（ 10-4）規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中心距為 40、50、63、80、100、125、160、（ 180）、200、（ 225）、250、（280）、315、（ 355）、400、（450）、500。在蝸桿傳動設(shè)計(jì)時中心距應(yīng)按上述標(biāo)準(zhǔn)圓整。二蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)阿基米德蝸桿傳動主要幾

14、何尺寸計(jì)算公式如表10-3所示。表10-3阿基米德蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算名稱計(jì) 算 公式蝸桿蝸輪齒頂高和齒根高h(yuǎn)a1= ha2 = m, hf1= hf2=1.2 m分度圓直徑d1= mqd2= m Z2齒頂圓直徑da仁 m(q+2)da2= m(z2+2)齒根圓直徑:df1= m(q 2.4)df2= m(z2 2.4)頂隙C = 0.2 m蝸桿軸向齒距蝸輪端面齒距Pa1= Pt2= JI m蝸桿分度圓導(dǎo)程角 蝸輪分度圓螺旋角arctan(z /q)中心距a 芳(q Z2)蝸桿螺紋部分長度 蝸輪齒頂圓弧半徑Z1=1、2,L>( 11 + 0.06Z2) mZ1=3、4,L> (1

15、2.5+0.09Z2)mra2a 4 da2蝸輪外圓直徑Z1=1,de2< da2+2 mz1=2、3, de2< da2+1.5 mZ1=46,de2< da2+ m蝸輪輪緣寬度Z1=1、2 b< 0.75da1 z仁 46, b < 0.67 da1第三節(jié)：蝸桿傳動的失效形式、材料及結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動相似，有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損和膠合等，但 由于蝸桿、蝸輪的齒廓間相對滑動速度較大、發(fā)熱量大而效率低，因此傳動的主要失效形式為膠合、磨損和點(diǎn)蝕。由于蝸桿的齒是連續(xù)的螺旋線，且蝸桿的強(qiáng)度高于蝸輪，因而失效多 發(fā)生在蝸輪輪齒上

16、。 在閉式傳動中，蝸輪的主要失效形式是膠合與點(diǎn)蝕；在開式傳動中，主 要失效形式是磨損。二、蝸桿、蝸輪的材料1. 蝸桿材料蝸桿一般用碳鋼或合金鋼制造。對高速重載傳動常用15Cr、20Cr、20CrMnTi等，經(jīng)滲碳淬火，表面硬度5662HRC,須經(jīng)磨削。對中速中載傳動，蝸桿材料可用45、40Cr、35SiMn 等，表面淬火，表面硬度4555HRC，須要磨削。對速度不高，載荷不大的蝸桿，材料可用45鋼調(diào)質(zhì)或正火處理，調(diào)質(zhì)硬度220270HBS。2. 蝸輪材料蝸輪材料可參考相對滑動速度Vs來選擇。鑄造錫青銅抗膠合性、耐磨性好，易加工，允許的滑動速度 vs高，但強(qiáng)度較低，價(jià)格較貴。一般ZCuSn10P

17、1允許滑動速度可 25m/s,ZCuSn5Pb5Zn5常用于vs<12m/s的場合。鑄造鋁青銅，女口ZCuAI10Fe3,其減磨性和抗膠合性比錫青銅差，但強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，一般用于VsW4m/s的傳動?；诣T鐵（HT150、HT200 ）,用于VsW 2m/s的低速輕載傳動中。三、蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)a）b）圖10-8蝸桿軸結(jié)構(gòu)a)一、蝸桿傳動的效率閉式蝸桿傳動的總效率 n包括：嚙合效率n 1、攪油效率n 2和軸承效率n 3,即:蝸桿常和軸做成一體，稱為蝸桿軸，如圖10-8所示（只有df /d > 1.7時才采用蝸桿齒圈套裝在軸上的型式）。車制蝸桿需有退刀槽，d=df -（

18、24）mm，故剛性較差（圖a）；銃削 蝸桿無退刀槽時d可大于df（圖b），剛性較好。2. 蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪結(jié)構(gòu)分為整體式和組合式兩種，如圖10-9所示。圖a）所示的整體式蝸輪用于鑄鐵蝸輪及直徑小于100mm的青銅蝸輪。圖b）、c）、d）均為組合式結(jié)構(gòu)，其中圖b）為齒圈式蝸輪，輪芯用鑄鐵或鑄鋼制造，齒圈用青銅材料，兩者采用過盈配合（H7/S6或H7/r6），并沿配合面安裝46個緊定螺釘，該結(jié)構(gòu)用于中等尺寸而且工作溫度變化較小的場合。圖c）為螺栓式蝸輪，齒圈和輪芯用普通螺栓或鉸制孔螺栓連接，常用于尺寸較大的蝸輪。圖d）嚙合效率n 1是總效率的主要部分,tan1 tan（ v）通常取n 2n 3= 0

19、.950.97,故有:123（ 10-5 ）蝸桿為主動件時嚙合效率按螺旋傳動公式求出：tan（0.950-97）ianr）式中： 為蝸桿螺旋升角（導(dǎo)程角）；V為當(dāng)量摩擦角，(10-6)為鑲鑄式蝸輪，將青銅輪緣鑄在鑄鐵輪芯上然后切齒，適用于中等尺寸批量生產(chǎn)的蝸輪。b)c)d)圖10-9蝸輪結(jié)構(gòu)第四節(jié)：蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算v=arctan fv其值如表10-4所示。表10-4當(dāng)量摩擦系數(shù)fv和當(dāng)量摩擦角p v蝸輪材料錫青銅鋁青銅灰鑄鐵蝸桿齒面硬度> 45HRC<45HRC> 45HRC> 45HRC<45HRC滑動速度vs (m/s):fvpvfvp vf

20、vp vfvp vfvp v0.010.1106o17 /0.1206o51 /0.18010o12,0.01810o12 /0.19010o45 '0.050.090o5 090.1005o43,0.1407o58，0.1407o58，0.1609o05 /0.100.0804o34 /0.0905o09 /0.1307o24/0.1307o24，0.1407o58 /0.250.0653o43 /0.0754o17，0.1005o43/0.1005o43,0.1206o51 /0.500.0553o09 /0.0653o43,0.0905o09/0.0905o09 /0.1005o

21、43 /1.000.0452o35 /0.0553o09 /0.0704o00 /0.0704o00 /0.0905o09 /1.500.0402o17 /0.0502o52,0.0653o43,0.0653o43,0.0804o34 /2.000.0352o00 /0.0452o35,0.0553o09 /0.0553o09 /0.0704o00 /2.500.0301o43 /0.0402o17,0.0502o52,3.000.0281o36 /0.0352o00 /0.0452o35,4.000.0241o22 /0.0311o47，0.0402o17,5.000.0221o16 /0.

22、0291o40 /0.0352o00 /8.000.0181o02 /0.0261o29，0.0301o43，10.00.0160o55 /0.0241o22，15.00.0140o48 /0.0201o09 /24.00.0130o45 /注：對于硬度45HRC的蝸桿，p V值系指RaV 0.321.25卩m，經(jīng)跑合并充分潤滑的情況。 在初步計(jì)算時，蝸桿的傳動效率可近似取下列數(shù)值：表10-5蝸桿的傳動效率選擇閉式傳動Z11246n0.70.750.750.820.820.920.860.95開式傳動n = 0.600.70、蝸桿傳動的潤滑開式傳動則采用粘度較高的齒輪油或潤滑脂進(jìn)行潤滑。閉式蝸

23、桿傳動用油池潤滑，在vsW 5m/s時常采用蝸桿下置式， 浸油深度約為一個齒高， 但油面不得超過蝸桿軸承的最低滾 動體中心，潤滑對蝸桿傳動特別重要，因?yàn)闈櫥涣紩r，蝸桿傳動的效率將顯著降低，并會導(dǎo)致劇烈的磨損和膠合。 通常采用粘度較大的潤滑油，為提高其抗膠合能力， 可加入油性添加劑以提高油膜的剛度，但青銅蝸輪不允許采用活性大的油性添加劑，以免被腐蝕。閉式蝸桿傳動的潤滑油粘度和潤滑方法可參考表10-6選擇。表10-6蝸桿傳動的潤滑油粘度及潤滑方法滑動速度vs (m/s)<1<2.5<5>5 10>10 15>15 25>25工作條件重載重載中載運(yùn)動粘度u

24、 4oc (mm 2/s)100068032022015010068潤滑方法浸油浸油 或噴油噴油潤滑，油壓(MPa)0.070.20.3三、蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若產(chǎn)生的熱量不能及時散逸，將使油溫升高，油粘度下 降，油膜破壞，磨損加劇，甚至產(chǎn)生膠合破壞。因此對連續(xù)工作的蝸桿傳動應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì) 算。在單位時間內(nèi)，蝸桿傳動由于摩擦損耗產(chǎn)生的熱量為：Q 1000R(1) W式中：P1蝸桿傳動的輸入功率(KW)； n蝸桿傳動的效率。自然冷卻時單位時間內(nèi)經(jīng)箱體外壁散逸到周圍空氣中的熱量為：Q2 Ks A(t1 t°)W式中：Ks為散熱系數(shù)，可取 Ks=(817)W/m2

25、 C，通風(fēng)良好時取大值；A為散熱面積(m2);t1為箱體內(nèi)的油溫，一般取許用油溫t1 =6080C，最高不超過 90C； t0為周圍空氣的溫度，通常取to=2O C。按熱平衡條件Qi= Q2,可得工作條件下的油溫為:ti若工作溫度超過許用溫度，1000（1 ）PKSA可采用下列措施:to W ti在箱體殼外鑄出散熱片，（7-16）增加散熱面積A。在蝸桿軸上裝風(fēng)扇（圖10-10a）,提高散熱系數(shù)，此時 Ks 2028W/m2 C。加冷卻裝置。在箱體油池內(nèi)裝蛇形冷卻管（圖 10-10b）,或用循環(huán)油冷卻（圖10-10C）。圖10-10蝸桿傳動的散熱方法圖10-11螺旋千斤頂?shù)谖骞?jié)：螺旋傳動簡介一、

26、螺旋傳動的組成、特點(diǎn)和應(yīng)用螺旋傳動由螺桿、 螺母和機(jī)架組成，主要用于把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞運(yùn)動和動力。運(yùn)動準(zhǔn)確性高，且有很大的減速比；工作平穩(wěn)、無噪聲，可以傳遞很大的軸向力。螺旋 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，螺旋傳動在各種機(jī)械產(chǎn)品上，如儀器儀表、工裝夾具、測量工具等方面得到廣泛應(yīng)用。、螺旋傳動的分類1. 螺旋傳動按其用途和受力情況分為如下三類。（1）傳力螺旋。它主要用來傳遞軸向力， 要求用較小的力矩轉(zhuǎn)動螺桿（或螺母）而使螺母（或螺桿）產(chǎn)生直線移動和 較大的軸向力，例如：螺旋千斤頂（圖10-11 ）和螺旋壓力機(jī)的螺旋等。（2）傳導(dǎo)螺旋。它主要用來傳遞軸向力，要求具有較高 的傳動精度，例如

27、車床刀架和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。（3）調(diào)整螺旋。它主要用來調(diào)整和固定零件或工件的相 互位置，不經(jīng)常傳動，受力也不大，如車床尾座和卡盤頭的 螺旋等。這些螺旋傳動一般采用梯形螺紋、鋸齒形螺紋或矩形 螺紋，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單， 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪聲，便于制造, 易于自鎖，但傳動效率較低，摩擦和磨損較大等。2. 螺旋傳動按其螺旋副的摩擦情況來分類（ 1）滑動螺旋滑動螺旋傳動又可分為普通滑動螺旋傳動和靜壓螺旋傳動。 滑動螺旋通常采用梯形螺紋 和鋸齒形螺紋， 其中梯形螺紋應(yīng)用最廣， 鋸齒形螺紋用于單面受力。 矩形螺紋由于工藝性較 差強(qiáng)度較低等原因應(yīng)用很少 ; 對于受力不大和精密機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺旋，有時也采用三角螺紋。

28、一般螺紋升程和摩擦系數(shù)都不大，因此雖然軸向力F相當(dāng)大，而轉(zhuǎn)矩T則相當(dāng)小。傳力螺旋就是利用這種工作原理獲得機(jī)械增益的。 升程越小則機(jī)械增益的效果越顯著。 滑動螺旋 傳動的效率低，一般為 3040%,能夠自鎖。而且磨損大、壽命短，還可能出現(xiàn)爬行等現(xiàn) 象。（2）滾動螺旋用滾動體在螺紋工作面間實(shí)現(xiàn)滾動摩擦的螺旋傳動, 又稱滾珠絲杠傳動。 滾動體通常為滾珠,也有用滾子的。滾動螺旋傳動的摩擦系數(shù)、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動精 度和軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動稍差, 但遠(yuǎn)比滑動螺旋傳動為好。 滾動螺旋傳動的效率一 般在 90%以上。它不自鎖,具有傳動的可逆性；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度要求高,抗沖擊性 能差

29、。 它已廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、 飛機(jī)、船舶和汽車等要求高精度或高效率的場合。 滾動螺旋 傳動的結(jié)構(gòu)型式,按滾珠循環(huán)方式分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)的導(dǎo)路為一導(dǎo)管, 將螺母中幾圈滾珠聯(lián)成一個封閉循環(huán)。內(nèi)循環(huán)用反向器,一個螺母上通常有24個反向器,將螺母中滾珠分別聯(lián)成 2 4 個封閉循環(huán),每圈滾珠只在本圈內(nèi)運(yùn)動。外循環(huán)的螺母加工方便,但徑 向尺寸較大。 為提高傳動精度和軸向剛度, 除采用滾珠與螺紋選配外, 常用各種調(diào)整方法以 實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。在 JB/T3162-1991 中,將滾動螺旋傳動稱為滾珠絲桿副。 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 滾珠絲桿副分為 定位滾珠絲桿副（稱 P類）和傳動滾珠絲桿副（稱 T類）。前者是通過旋轉(zhuǎn)角度

30、和導(dǎo)程控制 軸向位移量的滾珠絲桿副,后者是與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)用于傳遞動力的滾珠絲桿副。滾動螺旋按循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。 外循環(huán)方式的滾珠返回時離開絲杠螺 紋滾道,在螺母的體內(nèi)或體外循環(huán)滾動, 根據(jù)滾珠返回的結(jié)構(gòu)分為螺旋槽式、插管式 （圖4-14）、端蓋式三種。內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在整個循環(huán)過程中始終與絲杠表面接觸,如圖4-15所示,其特點(diǎn)是滾珠循環(huán)回程短使流暢性好、 效率高、 螺母徑向尺寸小,但反向器加工困難、裝配不 便。a) 外循環(huán)圖 10-12 滾動螺旋的循環(huán)方式(b)內(nèi)循環(huán) 分析與探究 1. 蝸桿傳動的模數(shù)和壓力角是在那個平面上定義的？蝸桿傳動正確嚙合的條件是什 么？2. 為什么蝸桿

31、傳動常采用青銅蝸輪而不采用鋼制蝸輪？為什么青銅蝸輪常采用組合 結(jié)構(gòu)？3. 為什么對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？若蝸桿傳動的溫度過高應(yīng)采 取哪些措施？4. 怎樣設(shè)計(jì)差動螺旋機(jī)構(gòu)可獲得極小位移和很大位移？ 工程訓(xùn)練 1. 試舉出生活中、生產(chǎn)中對蝸桿傳動的應(yīng)用的兩個實(shí)例，并思考為什么要選用蝸桿傳 動而不選擇其他的傳動方式。2. 對錐齒輪減速器和蝸輪蝸桿減速器進(jìn)行拆裝，比較二者異同。3. 試舉出生活中、生產(chǎn)中對螺旋傳動的應(yīng)用的兩個實(shí)例4. 分別找一虎鉗和滾珠絲杠進(jìn)行拆裝，比較二者在結(jié)構(gòu)上的異同。 知識拓展 蝸桿蝸輪副是廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳動零部件， 由于其齒面幾何形狀的復(fù)雜性， 目前蝸輪的 加

32、工制造，不論是用蝸輪滾刀(制造成本高)或是飛刀銑削(效率低)都很難制造出高精度 蝸輪， 而且蝸輪齒面無法磨削。 由于蝸桿蝸輪齒面相對滑動速度大， 兩嚙合齒中必須有一個 是軟齒面，這就大大降低了其承載能力。通過多年的研究， 某公司開發(fā)出了系列新型傳動副。 這種新型傳動副代表了該領(lǐng)域的最 新研究成果。 該傳動副是采用可磨削蝸桿與漸開線齒輪傳動。 這種新型蝸桿齒輪傳動不僅具 有傳統(tǒng)蝸桿蝸輪傳動的優(yōu)點(diǎn)，如大傳動比、自鎖、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等，同時還具有下述優(yōu) 點(diǎn)：八、( 1)易加工、精度高。由于該傳動的蝸輪實(shí)際上是漸開線齒輪，因此可采用傳統(tǒng)的齒 輪加工方法制造，加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蝸輪，而加工精度和效率卻大大高于蝸輪?！拔佪?”的軟齒面(銅或鑄鐵)可采用鋼質(zhì)硬齒面制造，齒面經(jīng)熱處理后可磨削，從而提高輪齒的強(qiáng)度和 精度；蝸桿采用可磨削蝸桿，因而大大提高了整個傳動副的制造精度。(2)承載能力大。硬齒面的 “蝸輪 ”提高了傳動付的承載能力，加之環(huán)面蝸桿的多對齒 參與嚙合， 從而可以大大提高承載能力， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更緊湊。產(chǎn)品系列： 環(huán)面蝸桿齒輪傳動和 圓柱蝸桿齒輪傳動。除了一般的機(jī)械傳動應(yīng)用領(lǐng)域外， 這種新型傳動副還有