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,圆柱蜗杆价格,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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法向直廓蜗杆传动:蜗杆齿廓在法截面中为直线,在轴截面内为曲线形齿廓,在端面内为延伸渐开线,由于刀具法向放置,故易于加工导程角大的多头蜗杆(三头以上或g>15°),但由于磨削困难而难以得到的蜗轮滚刀,以致影响了蜗轮的齿面精度。
渐开线圆柱蜗杆传动:端面为渐开线,齿面为渐开线螺旋面,在基圆柱的轴向截面内,齿廓的一侧为直线,另一侧为曲线,可磨削加工,故蜗杆可采用硬齿面,同时可以得到较的蜗轮滚刀而提高蜗轮齿面精度,得到好的啮合性能,一般可用于较大载荷和较高速度的场合。
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蜗杆的轴向齿应与蜗轮的端面周节相等,因此蜗杆的轴向模数应与蜗轮的端面模数相等,蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角,蜗杆相当于螺旋,其螺旋线也分为左旋和右旋、单头和多头,通常蜗杆的头数Z1=1~4,头数越多效率越高,但头数太多,如Z1>4,分度误差会增大,且不易加工。
蜗轮的齿数Z2=iZ1,i为蜗杆传动的传动比,i=n1/n2=Z2/Z1,对于一般传递动力的蜗杆传动,圆柱蜗杆设计,Z2=27~80,当Z2<27时,蜗轮齿易发生根切,而Z2太大时,可能导致蜗轮齿弯曲强度不够。
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