§4-8 环面蜗杆传动
环面蜗杆传动的主要特征是蜗杆包围蜗轮,蜗杆体是一个由凹圆弧为母线所形成的回转体。环面蜗轩传动,一般可分为两大类:直廓环面蜗杆传动(图4-12)和平面包络环面蜗杆传动(图4-13)。
一、直廓环面蜗杆传动(TSL型)
齿面形成原理:与直径为d0的成形圆相切的直母线车刀,以ω2绕蜗轮中心O2回转,同时,蜗杆毛坯以ω1回转,并使ω1与ω2之比为定值,这时刀刃的轨迹即为这种蜗杆的螺旋齿面(图4-12a)。
特点:蜗杆和蜗轮的外形都是环面回转体,可以互相包容,实现多齿接触和双接触线接触,接触面积大;接触线与相对滑动速度方向之间的夹角接近90°(图4-12b),易于形成油膜润滑,传动效率高;齿面综合曲率半径亦大,其承载能力为普通圆柱蜗杆传动的2~4倍。应用较广泛。其缺点是工艺复杂,蜗杆齿面为不可展曲面,难以精确磨削。
图4-12 直廓环面蜗杆传动
二、平面包络环面蜗杆传动
平面包络环面蜗杆传动的蜗杆,其齿面是用盘状铣刀或平面砂轮在专用机床上,按包络原理加工的螺旋面,此种环面蜗杆与平面齿蜗轮(即平面齿轮,齿形为梯形直线齿廓)组成的传动,叫平面一次包络蜗杆传动(图4-13a)。若以上述蜗杆螺旋面为母面的滚刀,按包络原理,加工出蜗轮齿面,以此蜗轮与上述蜗杆所组成的传动叫平面二次包络环面蜗杆传动(TOP型)。这种蜗杆齿面可淬硬磨削,加工精度高,传动效率高,承载能力与TSL型相当,应用日益广泛。
图4-13 平面包络环面蜗杆传动
三、蜗杆传动类型的选择
设计蜗杆传动时,应根据各种蜗杆传动的特点,考虑传动的要求和使用条件,从满足功能要求出发,合理选择蜗杆传动的类型。以下介绍蜗杆传动类型选择的原则。
1、重载、高速、要求效率高、精度高的重要传动,可选用圆弧圆柱蜗杆传动或平面包络蜗杆传动。
2、要求传动效率高、蜗杆不磨削的大功率传动,则可选用直廓环面蜗杆传动。
3、速度高、要求较精密、蜗杆头数较多的传动,且要求加工工艺简单,可选用渐开线圆柱蜗杆传动,或锥包络蜗杆传动或法向直廓蜗杆传动。
4、载荷较小、速度较低、精度要求不高或不太重要的传动,要求蜗杆加工简单时,可选用阿基米德圆柱蜗杆传动。
5、要求自锁的低速、轻载的传动,可选用单头阿基米德圆柱蜗杆传动。