蝸桿傳動的失效形式及材料選擇

蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，一般兩軸交角為90°。蝸桿傳動由蝸桿與蝸輪組成。一般蝸桿主動，蝸輪從動，具有自鎖性，作減速運動。蝸桿傳動廣泛應用與各種機械和儀器設備之中。蝸桿和蝸輪分左旋和右旋用右手定則判斷。蝸桿和蝸輪轉向關系，左旋伸左手，右旋伸右手，半握拳，四指順著蝸桿回轉方向，與大拇指指向相反方向即為蝸輪上節點速度方向-左右手定則。蝸桿傳動的特點：傳動平穩，傳動連續，傳動平穩，噪聲小。傳動比大，傳動比=5~80，分度傳動時可達1000，與齒輪傳動相比則結構緊湊。具有自鎖性即蝸桿能帶動蝸輪旋轉，而蝸輪不能帶動蝸桿。傳動效率低，齒面間相對滑動速度大，一般只有0.7-0.8.具有自鎖功能的蝸桿機構，效率則一般不大于0.5.制造成本高蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造，成本較高。模數和壓力角在中間平面平面內，蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。中間平面內的參數均是標準值。蝸桿軸向模數和軸向壓力角，蝸輪端面模數和端面壓力角。蝸桿頭數一般取1、2、4.頭數增.大，可提高傳動效率，但加工制造難度增加。導程角小時傳動效率低，但可實現自鎖，導程角大時傳動效率高，但蝸桿加工難度大。由于材料和結構的原因，蝸桿螺旋部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度，所以失效常會發生在蝸輪輪齒上。蝸輪傳動其主要失效形式是蝸輪齒面的膠合，點蝕和磨損。設計準則對于閉式蝸桿傳動，通常按接觸疲勞強度設計，再進行蝸桿傳動熱平衡計算。如果是沖擊載荷，還要校核齒輪的彎曲疲勞強度。蝸輪蝸桿的材料選擇有足夠的強度和良好的減磨、耐磨和抗膠合的能力。實踐表明，較理想的蝸桿副材料是青銅蝸輪齒圈匹配淬硬磨削的鋼制蝸桿。