蝸輪蝸桿傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)
一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能得到很大的傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊， 其在分度機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)比i可達(dá)1000，在動(dòng)力傳動(dòng)中傳動(dòng)比i＝10～80。由于蝸桿傳動(dòng)屬于嚙合傳動(dòng)，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(duì)較多，故傳動(dòng)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(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率低，當(dāng)蝸桿主動(dòng)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(duì)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(dòng)對(duì)制造安裝誤差比較敏感， 對(duì)中心距尺寸精度要求較高。
綜上所述， 蝸桿傳動(dòng)常用于傳遞功率在50kW以下， 滑動(dòng)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(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算
1.蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇
1）、模數(shù)m和壓力角α
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αa1與蝸輪的端面模數(shù)mt2壓力角αt2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(jiàn)表9-1， 標(biāo)準(zhǔn)壓力角α=20°（在動(dòng)力傳動(dòng)中推薦用α=20°；在分度傳動(dòng)中，推薦用α=15°或α=12°）。
具體相關(guān)數(shù)據(jù)請(qǐng)參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(dòng)的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)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(dòng)比、蝸輪蝸桿系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的類型及其應(yīng)用；
⑹掌握蝸輪蝸桿傳動(dòng)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(dòng)比；
⑵計(jì)算蝸輪蝸桿傳動(dòng)的交錯(cuò)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(dòng)系統(tǒng)；
3、實(shí)驗(yàn)器材
電機(jī)一臺(tái)、電機(jī)座、標(biāo)準(zhǔn)蝸輪蝸桿一對(duì)、軸承座、立柱、傳動(dòng)軸（φ20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(guò)程與步驟
實(shí)驗(yàn)1、計(jì)算搭接所選的一對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比；如圖7-3
如圖6-3
蝸桿頭數(shù)：Z1
蝸輪齒數(shù)：Z2
傳動(dòng)比：i
實(shí)驗(yàn)2、用所給測(cè)量工具計(jì)算出所搭接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩軸的交錯(cuò)角。（交錯(cuò)角為兩軸線夾角）
交錯(cuò)角B
實(shí)驗(yàn)3、根據(jù)所搭建的蝸輪蝸桿傳動(dòng)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(dòng)方向 （順時(shí)針/逆時(shí)針）
蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，（圖6-4的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的搭建和校準(zhǔn)見(jiàn) 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(zhǎng)發(fā)盤(pán)起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動(dòng)系統(tǒng)。
1、下面將直接進(jìn)入蝸輪蝸桿傳動(dòng)的搭建；
A、選擇合適的位置搭建蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)；
B、選擇長(zhǎng)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(dòng)軸承支架對(duì)齊蝸輪蝸桿，保證兩軸線在同一平面內(nèi)（可通過(guò)所給的測(cè)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(lái)校準(zhǔn)此傳動(dòng)系統(tǒng)；
E、手動(dòng)運(yùn)行傳動(dòng)系統(tǒng)，保證傳動(dòng)系統(tǒng)的正確安全遠(yuǎn)行；搭建圖如圖6-5
F、開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，低速運(yùn)行一段時(shí)間，緩慢提速。
G、在運(yùn)行過(guò)程中觀察蝸輪和蝸桿嚙合情況，傳動(dòng)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(wèn)題，及時(shí)改正。
J、實(shí)驗(yàn)完成后降低電機(jī)轉(zhuǎn)速到最小并關(guān)閉電源。
K、斷開(kāi)安全開(kāi)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(dòng)過(guò)程中切勿用手及其其他物品觸碰！（因蝸輪蝸桿具有自鎖性，請(qǐng)注意把蝸桿裝在主動(dòng)軸上，把蝸輪裝在從動(dòng)軸上。否則無(wú)法傳動(dòng)。）蝸輪蝸桿傳動(dòng)用語(yǔ)傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90度。傳動(dòng)中一般蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件。蝸輪蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和儀器中。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能得到很大的傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲較小。主要缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低，制造成本較高。本實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生體會(huì)這些特點(diǎn)等。
圖6-6
習(xí) 題
7-1 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么？
7-2 蝸桿傳動(dòng)的失效形式有哪些？與齒輪傳動(dòng)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(chǎng)合？
7-4 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)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(dòng)），
畫(huà)出蝸桿和蝸輪受力的作用位置及方向。
7-6 有一蝸桿傳動(dòng)，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(dòng)是否自鎖？圖7-8所示為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成的雙級(jí)減速裝置，已知輸入軸上的主動(dòng)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軸上的軸向力為最小
（1） 試確定斜齒輪1和2的旋向； 圖7-8蝸桿傳動(dòng)
(2) 確定蝸輪的轉(zhuǎn)向；
(3) 畫(huà)出各輪的軸向力的作用位置及方向。