汽车机械基础（第二版）课件：蜗杆传动

◆熟悉齿轮传动的工作原理、特点、类型及应用。◆了解渐开线齿廓的形成及性质。◆掌握齿轮传动的传动比的计算方法。蜗杆传动如图所示托森差速器又称蜗轮－蜗杆式差速器,由差速器壳，左半轴蜗杆、右半轴蜗杆、蜗轮轴和蜗轮等组成。蜗轮通过蜗轮轴固定在差速器壳上，三对蜗轮分别与左、右半轴蜗杆相啮合，每个蜗轮两端固定有两个圆柱直齿轮。成对的蜗轮通过两端相互啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。蜗杆传动可见，蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间两交错轴之间的回转运动和动力，通常两轴交错角为90°，一般蜗杆是主动件。蜗杆与蜗轮不能任意互换啮合，蜗杆传动应用很广泛，对汽车来说，汽车的转向器上应用了各种类型蜗杆传动，汽车修理和钣金工设备中采用的减速器中也广泛应用了蜗杆蜗轮传动本课题将介绍蜗杆传动的类型、特点及应用；以及蜗杆传动的基本参数选择、几何尺寸计算等。蜗杆传动一、蜗杆传动的类型根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动，环形面蜗杆传动，锥蜗杆传动等。按加工方法的不同，圆柱蜗杆又分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆和延伸渐开线蜗杆。阿基米德蜗杆螺旋面的形成与螺纹的形成相同，如下表所示在垂于蜗杆轴线的截面上，齿廓为阿基米德螺旋线。由于阿基米德蜗杆制造简便，故应用较广。各类蜗杆传动的结构见下表。蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动

蜗杆传动类似于螺旋传动。按蜗杆轮齿的螺旋方向不同，蜗杆有右旋和左旋之分，见图所示，蜗杆螺旋线符合螺旋右手定则，即为右旋（R）,反之为左旋（L）,常用的为右旋蜗杆。蜗杆传动在蜗杆传动中通常蜗杆是主动件，从动件蜗轮的转动方向取决于蜗杆的转动方向和螺旋线的旋向。蜗轮与蜗杆轮齿的旋向是相同的。蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定，如下所示，其判定方法与斜齿轮的旋向判定方法相同。蜗杆传动蜗杆、蜗轮的螺旋方向判定a）右旋蜗杆b）右旋蜗杆蜗轮旋转方向的判定方法为：当蜗杆是右旋（或左旋）时，伸出右手（或左手）半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向．这时，与大拇指指向相反的方向，就是蜗轮的旋转方向，如图所示。蜗杆传动二、蜗杆传动的特点和应用

蜗杆传动是一种齿轮传动，但又有螺旋机构的某些特点：1.传动比大且准确

其传动比一般为10～100，而结构很紧凑。2.传动平稳

因蜗杆齿为连续不断的螺旋形，使其有螺旋机构的特点，故传动很平稳，几乎没有噪声。3.具有自锁性

当蜗杆的导程角小于一定值时，只能以蜗杆为主动件带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆转动，如图所示手动起重装置中，就是利用蜗杆的自锁性防止重物自动下落的。蜗杆传动蜗杆自锁的应用1—蜗杆2—蜗轮3—卷筒

4.传动效率低

蜗杆传动摩擦损耗大，所以其传动效率较齿轮传动和带传动都低。由于蜗杆传动效率低，摩擦产生的热量较大，所以要求有良好的润滑和冷却。

5.磨损大

因轮齿间的相对滑动速度大，齿面磨损很大且发热严重，故常须用价格较贵的减磨材料来制造蜗轮。

6.不能任意互换啮合蜗杆传动常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的机构以及有自锁要求的机械中。蜗杆传动三、蜗杆传动的基本参数由于阿基米德蜗杆应用最广泛，所以这里我们主要介绍该蜗杆传动的基本参数。蜗杆传动蜗杆传动的基本参数1．模数m和齿形角α因为中间平面内几何参数是标准值，所以蜗杆的轴向模数m等于其配对蜗轮的端面模数m。蜗杆的模数见下表。蜗杆传动2．蜗杆直径系数q是蜗杆分度圆直径除以轴向模数m的商。蜗杆传动3．蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2、蜗杆传动的传动比蜗杆头数通常为z1＝l，2，4，6。头数多．加工困难，但传动效率高。当要求传动比大或传递转矩大时，zl取小值；要求自锁时，取zl＝1，此时传动效率较低。要求传递功率大、效率高、传动速度大时，zl取大值。蜗轮齿数z2＝，蜗轮齿数取值过少会产生根切，z2应大于26，但不宜大于80。若z2过多会使结构尺寸过大，蜗杆刚度下降。z1、z2的推荐值见下表。蜗杆传动4．蜗杆的分度圆柱导程角γ蜗杆的分度圆柱导程角γ是指蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角（如图所示）。当蜗杆直径系数q和蜗杆头数z1）选定之后，γ也随之确定。蜗杆传动导程角γ越大，传动效率越高。常用的范围为3°～33.5°四、蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆和蜗轮的几何尺寸除上述蜗杆分度圆直径dl和齿形角α外，其余尺寸均可参照直齿圆柱齿轮的公式计算，但注意，其顶隙系数有所不同，c*=0.2,标准阿基米德蜗杆传动的几何尺寸计算公式列于下表。蜗杆传动五、蜗杆传动的正确啮合条件

圆柱蜗杆传动的正确啮合条件如下：1．在中间平面内，蜗杆的轴向模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，即mx1＝mt2＝m。2．在中间平面内，蜗杆的轴向齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等，即αx1=αt2=α=20°。3．蜗杆分度圆柱面导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2相等,且旋向一致，即γ1＝β2。蜗杆传动一、判断题1.蜗杆传动与其他齿轮传动相比较,最大的特点是传动比大,是其他齿轮机构所无法实现的.()2.蜗杆传动与齿轮传动相比,轮齿相互接触的时间较长,所以传动平稳.()蜗杆传动二