實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)檢測設(shè)備--蝸輪蝸桿
蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。
模數(shù)m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù)q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)(取1)及頂隙系數(shù)(取0.2)。其中,模數(shù)m和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角,亦即渦輪端面的模數(shù)和壓力角,且均為標(biāo)準(zhǔn)值;蝸桿直徑系數(shù)q為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)m的比值。
分類
蝸輪蝸桿大致有這些系列:
1、WH系列蝸輪蝸桿減速機(jī):WHT/WHX/WHS/WHC
2、CW系列蝸輪蝸桿減速機(jī):CWU/CWS/CWO
3、WP系列蝸輪蝸桿減速機(jī):WPA/WPS/WPW/WPE/WPZ/WPD
4、TP系列包絡(luò)蝸輪蝸桿減速機(jī):TPU/TPS/TPA/TPG
5、PW型平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速機(jī)
另外,根據(jù)蝸桿形狀的不同,蝸桿傳動(dòng)可以分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐蝸桿傳動(dòng)。
正確嚙合的條件
1.蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值,蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值,即 m(桿)==m(輪) ,α(桿)==α(輪)。
2.當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為90°時(shí),還需保證,而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同。
幾何尺寸計(jì)算與圓柱齒輪基本相同,需注意的幾個(gè)問題
1.蝸桿導(dǎo)程角γ是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關(guān)系為,蝸輪的螺旋角,大則傳動(dòng)效率高,當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時(shí)(ψv= arctan fv ,即當(dāng)量摩擦角等于摩擦因素的反正切值,當(dāng)ψv小于γ時(shí)),機(jī)構(gòu)自鎖。
2.引入蝸桿直徑系數(shù)q是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目,使蝸桿分度圓直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化m一定時(shí),q大則大,蝸桿軸的剛度及強(qiáng)度相應(yīng)增大;一定時(shí),q小則導(dǎo)程角增大,傳動(dòng)效率相應(yīng)提高。
3.蝸桿頭數(shù)推薦值為1、2、4、6,當(dāng)取小值時(shí),其傳動(dòng)比大,且具有自鎖性;當(dāng)取大值時(shí),傳動(dòng)效率高。
與圓柱齒輪傳動(dòng)不同,蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比不等于蝸桿直徑與蝸輪直徑的比值。
4.蝸桿蝸輪傳動(dòng)中蝸輪轉(zhuǎn)向的判定方法,可根據(jù)嚙合點(diǎn)K處方向、方向(平行于螺旋線的切線)及應(yīng)垂直于蝸輪軸線畫速度矢量三角形來判定;也可用“右旋蝸桿左手握,左旋蝸桿右手握,四指拇指”來判定。
特點(diǎn)應(yīng)用和常見問題與解決方法
機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
1.可以得到很大的傳動(dòng)比,比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊。
2.兩輪嚙合齒面間為線接觸,其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。
3.蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng),為多齒嚙合傳動(dòng),故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很小。
4.具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí),機(jī)構(gòu)具有自鎖性,可實(shí)現(xiàn)反向自鎖,即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪,而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如在起重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu),其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。
5.傳動(dòng)效率較低,磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí),嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大,故摩擦損耗大、效率低。另一方面,相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重,為了散熱和減小磨損,常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置,因而成本較高。
6.蝸桿軸向力較大。
應(yīng)用
蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)常被用于兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)功率不大或間歇工作的場合。
常見問題及解決方法
一、常見問題及其原因
1.減速機(jī)發(fā)熱和漏油。為了提高效率,蝸輪減速機(jī)一般均采用有色金屬做蝸輪,蝸桿則采用較硬的鋼材。由于是滑動(dòng)摩擦傳動(dòng),運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量,使減速機(jī)各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異,從而在各配合面形成間隙,潤滑油液由于溫度的升高變稀,易造成泄漏。造成這種情況的原因主要有四點(diǎn),一是材質(zhì)的搭配不合理;二是嚙合摩擦面表面的質(zhì)量差;三是潤滑油添加量的選擇不正確;四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境差。
2.蝸輪磨損。蝸輪一般采用錫青銅,配對(duì)的蝸桿材料用45鋼淬硬至HRC45~55,或40Cr淬硬HRC50~55后經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度Ra0.8μm。減速機(jī)正常運(yùn)行時(shí)磨損很慢,某些減速機(jī)可以使用10年以上。如果磨損速度較快,就要考慮選型是否正確,是否超負(fù)荷運(yùn)行,以及蝸輪蝸桿的材質(zhì)、裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。
3.傳動(dòng)小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在立式安裝的減速機(jī)上,主要與潤滑油的添加量和油品種有關(guān)。立式安裝時(shí),很容易造成潤滑油量不足,減速機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)和減速機(jī)間傳動(dòng)齒輪油流失,齒輪得不到應(yīng)有的潤滑保護(hù)。減速機(jī)啟動(dòng)時(shí),齒輪由于得不到有效潤滑導(dǎo)致機(jī)械磨損甚至損壞。
4.蝸桿軸承損壞。發(fā)生故障時(shí),即使減速箱密封良好,還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)的齒輪油被乳化,軸承生銹、腐蝕、損壞。這是因?yàn)闇p速機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后,齒輪油溫度升高又冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水與油混合。當(dāng)然,也與軸承質(zhì)量及裝配工藝密切相關(guān)。
二、解決方法
1.保證裝配質(zhì)量。可購買或自制一些專用工具,拆卸和安裝減速機(jī)部件時(shí),盡量避免用錘子等其他工具敲擊;更換齒輪、蝸輪蝸桿時(shí),盡量選用原廠配件和成對(duì)更換;裝配輸出軸時(shí),要注意公差配合;要使用防粘劑或紅丹油保護(hù)空心軸,防止磨損生銹或配合面積垢,維修時(shí)難拆卸。
2.潤滑油和添加劑的選用。蝸齒減速機(jī)一般選用220#齒輪油,對(duì)重負(fù)荷、啟動(dòng)頻繁、使用環(huán)境較差的減速機(jī),可選用一些潤滑油添加劑,使減速機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪油依然附著在齒輪表面,形成保護(hù)膜,防止重負(fù)荷、低速、高轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)時(shí)金屬間的直接接觸。添加劑中含有密封圈調(diào)節(jié)劑和抗漏劑,使密封圈保持柔軟和彈性,有效減少潤滑油泄漏。
3.減速機(jī)安裝位置的選擇。位置允許的情況下,盡量不采用立式安裝。立式安裝時(shí),潤滑油的添加量要比水平安裝多很多,易造成減速機(jī)發(fā)熱和漏油。
4.建立潤滑維護(hù)制度。可根據(jù)潤滑工作“五定”原則對(duì)減速機(jī)進(jìn)行維護(hù),做到每一臺(tái)減速機(jī)都有責(zé)任人定期檢查,發(fā)現(xiàn)溫升明顯,超過40℃或油溫超過80℃,油的質(zhì)量下降或油中發(fā)現(xiàn)較多的銅粉以及產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時(shí),要立即停止使用,及時(shí)檢修,排除故障,更換潤滑油。加油時(shí),要注意油量,保證減速機(jī)得到正確的潤滑。
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會(huì)議會(huì)展
