蝸桿的軸向齒應與蝸輪的端面周節相等,因此蝸桿的軸向模數應與蝸輪的端面模數相等,蝸桿的軸向壓力角應等于蝸輪的端面壓力角,蝸桿相當于螺旋,其螺旋線也分為左旋和右旋、單頭和多頭,通常蝸桿的頭數Z1=1~4,頭數越多效率越高,但頭數太多,如Z1>4,分度誤差會增大,且不易加工。
蝸輪的齒數Z2=iZ1,i為蝸桿傳動的傳動比,i=n1/n2=Z2/Z1,對于一般傳遞動力的蝸桿傳動,Z2=27~80,當Z2<27時,蝸輪齒易發生根切,而Z2太大時,可能導致蝸輪齒彎曲強度不夠。
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齒面接觸應力是引起齒面膠合和磨損的重要因素,因此仍以齒面接觸強度計算為蝸桿傳動的基本計算,此外有時還應驗算輪齒的彎曲強度,一般蝸桿齒不易損壞,故通常不必進行齒的強度計算,但必要時應驗算蝸桿軸的強度和剛度。
一般蝸桿與軸制成一體,稱為蝸桿軸,蝸輪的結構型式可分為蝸桿傳動3種形式:①整體式:用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪;②齒圈壓配式:輪轂為鑄鐵或鑄鋼,輪緣為青銅;③螺栓聯接式:輪緣和輪轂采用鉸制孔,用螺栓聯接,這種結構裝拆方便。
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據蝸桿傳動的失效特色,選擇蝸桿和蝸輪資料組合時,不光要求有滿足的強度,而且要有杰出的減摩、耐磨和抗膠合的才能,對高速重載的傳動,蝸桿常用低碳合金鋼經滲碳后,外表淬火使硬度達56 ~62HRC,再經磨削,對中速中載傳動,蝸桿常用45鋼、40Cr、35SiMn等,外表經高頻淬火使硬度達45~55HRC,再磨削。
對一般蝸桿可采用45、40等碳鋼調質處理,常用的蝸輪資料為鑄造錫青銅、鑄造鋁鐵青銅及灰鑄鐵HTl50、HT200等,錫青銅的抗膠合、減摩及耐磨性能好,但價格較高,常用于vs≥3m/s的重要傳動,鋁鐵青銅具有滿足的強度,并耐沖擊,價格便宜,但抗膠合及耐磨性能不如錫青銅。
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