蝸輪蝸桿傳動實(shí)驗(yàn)

一、蝸桿傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用
蝸桿傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是能得到很大的傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊， 其在分度機(jī)構(gòu)中的傳動比i可達(dá)1000，在動力傳動中傳動比i＝10～80。由于蝸桿傳動屬于嚙合傳動，蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪逐漸進(jìn)入和退出嚙合，且同時(shí)嚙合的齒數(shù)對較多，故傳動平穩(wěn)、噪聲低；在一定條件下，該機(jī)構(gòu)可以自鎖。
蝸桿傳動的主要缺點(diǎn)是效率低，當(dāng)蝸桿主動時(shí)，效率一般為0.7～0.8； 具有自鎖時(shí)，效率僅為0.4左右。由于齒面相對滑移速度大，易磨損和發(fā)熱，不適于傳遞大功率；為減小磨損， 蝸輪齒圈常用銅合金制造，故其成本較高；蝸桿傳動對制造安裝誤差比較敏感， 對中心距尺寸精度要求較高。
綜上所述， 蝸桿傳動常用于傳遞功率在50kW以下， 滑動速度在15 m/s以下的機(jī)械設(shè)備中。
二、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算
1.蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇
1）、模數(shù)m和壓力角&alpha
蝸桿和蝸輪嚙合時(shí)，在中間平面上，蝸桿的軸面模數(shù)ma1和壓力角&alphaa1與蝸輪的端面模數(shù)mt2壓力角&alphat2相等，并把中間平面上的模數(shù)和壓力角同時(shí)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m見表9-1， 標(biāo)準(zhǔn)壓力角&alpha=20°（在動力傳動中推薦用&alpha=20°；在分度傳動中，推薦用&alpha=15°或&alpha=12°）。
具體相關(guān)數(shù)據(jù)請參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》和《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》
三、實(shí)驗(yàn)操作
1、實(shí)驗(yàn)的目的：
⑴了解蝸輪蝸桿傳動的構(gòu)成，認(rèn)識其組成元件；
⑵掌握蝸輪蝸桿相關(guān)幾何參數(shù)的定義及其意義；
⑶掌握蝸輪蝸桿傳動比、蝸輪蝸桿系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)動方向；
⑷了解蝸輪蝸桿的不同類型及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用；
⑸了解蝸輪蝸桿傳動的類型及其應(yīng)用；
⑹掌握蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的安裝及校準(zhǔn)方法；
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
⑴計(jì)算蝸輪蝸桿傳動比；
⑵計(jì)算蝸輪蝸桿傳動的交錯角；
⑶確定蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向
⑷安裝并校準(zhǔn)蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)；
3、實(shí)驗(yàn)器材
電機(jī)一臺、電機(jī)座、標(biāo)準(zhǔn)蝸輪蝸桿一對、軸承座、立柱、傳動軸（&phi20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、游標(biāo)卡尺一把、直尺一把（20cm）、米尺一把、轉(zhuǎn)速傳感器、各種安裝工具等。
4、實(shí)驗(yàn)過程與步驟
實(shí)驗(yàn)1、計(jì)算搭接所選的一對蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的傳動比；如圖7-3

如圖6-3
蝸桿頭數(shù)：Z1
蝸輪齒數(shù)：Z2
傳動比：i
實(shí)驗(yàn)2、用所給測量工具計(jì)算出所搭接的傳動機(jī)構(gòu)的兩軸的交錯角。（交錯角為兩軸線夾角）
交錯角B
實(shí)驗(yàn)3、根據(jù)所搭建的蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)確定蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向
蝸桿的轉(zhuǎn)動方向（順時(shí)針/逆時(shí)針）
蝸輪的轉(zhuǎn)動方向（順時(shí)針/逆時(shí)針）
實(shí)驗(yàn)4、安裝和校準(zhǔn)蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)。
在這個實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)，（圖6-4的傳動機(jī)構(gòu)的搭建和校準(zhǔn)見 實(shí)驗(yàn)三、直齒圓柱齒輪）；

圖6-4
1.執(zhí)行下列安全檢查
A.穿著合身的衣服（不可穿較寬松的）
B.項(xiàng)鏈、手表、戒指、領(lǐng)帶等飾品必須摘下
C.將長發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動系統(tǒng)。
1、下面將直接進(jìn)入蝸輪蝸桿傳動的搭建；
A、選擇合適的位置搭建蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)；
B、選擇長短合適的軸承支撐架按照前面的實(shí)驗(yàn)搭建。
C、分別將蝸輪蝸桿緊固在軸承上，移動軸承支架對齊蝸輪蝸桿，保證兩軸線在同一平面內(nèi)（可通過所給的測量工具校準(zhǔn)）如果高度不合適可墊墊圈調(diào)整。
D、按照校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的方法來校準(zhǔn)此傳動系統(tǒng)；
E、手動運(yùn)行傳動系統(tǒng)，保證傳動系統(tǒng)的正確安全遠(yuǎn)行；搭建圖如圖6-5
F、開啟電源開關(guān)，低速運(yùn)行一段時(shí)間，緩慢提速。
G、在運(yùn)行過程中觀察蝸輪和蝸桿嚙合情況，傳動是否平穩(wěn)、噪音是否正常。
H、如出現(xiàn)異常，關(guān)掉電機(jī)電源，檢查是否搭建中出現(xiàn)問題，及時(shí)改正。
J、實(shí)驗(yàn)完成后降低電機(jī)轉(zhuǎn)速到z小并關(guān)閉電源。
K、斷開安全開關(guān)
L、拆卸安裝并將各部件放回原處
注意：在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中切勿用手及其其他物品觸碰?。ㄒ蛭佪單仐U具有自鎖性，請注意把蝸桿裝在主動軸上，把蝸輪裝在從動軸上。否則無法傳動。）蝸輪蝸桿傳動用語傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力，通常兩軸交錯角為90度。傳動中一般蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。蝸輪蝸桿傳動廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和儀器中。蝸輪蝸桿傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是能得到很大的傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)和噪聲較小。主要缺點(diǎn)是傳動效率較低，制造成本較高。本實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生體會這些特點(diǎn)等。

圖6-6
習(xí)題
7-1普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？
7-2蝸桿傳動的失效形式有哪些？與齒輪傳動有什么區(qū)別？為什么？
7-3蝸桿和蝸輪有哪些結(jié)構(gòu)形式？各適用于什么場合？
7-4普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？
7-5標(biāo)出圖7-7中未注明的蝸桿或蝸輪的旋向及轉(zhuǎn)向（均為蝸桿主動），
畫出蝸桿和蝸輪受力的作用位置及方向。
7-6有一蝸桿傳動，模數(shù)m＝10mm，蝸桿分度圓直d1＝90 mm，蝸桿齒數(shù)z1＝1，蝸輪齒數(shù)z2＝41，計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要幾何尺寸，此蝸桿傳動是否自鎖？圖7-8所示為斜齒圓柱齒輪傳動和蝸桿傳動組成的雙級減速裝置，已知輸入軸上的主動齒輪1的轉(zhuǎn)向?yàn)閚1方向如圖7-8所示，蝸桿的旋向?yàn)橛倚榱耸怪虚g軸上的軸向力為z小
（1） 試確定斜齒輪1和2的旋向； 圖7-8蝸桿傳動
2確定蝸輪的轉(zhuǎn)向；
3畫出各輪的軸向力的作用位置及方向。

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