一、蜗杆传动简述
蜗杆传动是用来传递空间两相互交错垂直轴之间的运动和动力的一种传动机构,两轴交错角为90°。蜗杆传动机构由蜗轮、蜗杆等零件组成,如图3-2-5-1所示。其具有传动比大、传动平稳、噪声小、结构紧凑、有自锁功能等优点,但其效率低、发热量大、需要良好的润滑,蜗轮齿圈通常用较贵重的青铜制造,成本较高,适合于用做减速、起重等机械。
一般蜗杆与轴制成一体,称为蜗杆轴,如图3-2-5-2所示;蜗轮的结构形式可分为整体式、齿圈压配式、螺栓连接式等三种,如图3-2-5-3所示。
图3-2-5-1 蜗杆传动
图3-2-5-2 整体式蜗杆
图3-2-5-3 蜗轮的结构形式
(a)整体式;(b)齿圈压配式;(c)螺栓连接式
二、蜗杆传动机构的装配要求
(1)蜗杆轴线与蜗轮轴线必须相互垂直,且蜗杆轴线应在蜗轮齿的对称平面内。
(2)蜗轮蜗杆之间的中心距要正确,以保证适当的啮合侧隙和正常的接触斑点。
(3)蜗杆传动机构装配后应转动灵活,蜗轮在任意位置时旋转蜗杆手感应相同,无任何卡滞现象。
(4)蜗轮齿圈的径向圆跳动应在规定范围内,以保证蜗杆传动的运动精度。
三、蜗杆传动机构的装配工艺
蜗杆传动机构的装配顺序,按其结构特点的不同,有的先安装蜗轮,后装蜗杆;有的则相反。一般是从装配蜗轮开始。
(1)检查箱体上蜗杆孔轴线与蜗轮轴线的垂直度,方法如图3-2-5-4所示。将专用心轴1和2分别插入箱体上蜗杆和蜗轮的安装孔内,在专用心轴1上装上百分表装置,使百分表测头抵住心轴2,转动心轴1至相距长度为L的心轴2的另一位置,此两位置的百分表读数差即为两轴线的垂直度误差值。
图3-2-5-4 蜗杆轴线与蜗轮轴线垂直度的检测
1,2—专用心轴;3—百分表装置
(2)检测箱体上蜗杆轴孔与蜗轮轴孔间中心距,方法如图3-2-5-5所示。先将心轴1、2分别插入箱体蜗轮与蜗杆轴孔中,再用3只千斤顶将箱体支承在平台上,调整千斤顶,使其中1个心轴与平板平行,分别测出两心轴与平台之间的距离H1、H2,算出中心距。
图3-2-5-5 蜗轮蜗杆轴线间中心距的检测
(3)将蜗轮齿圈压装在轮毂上(方法与过盈配合装配相同),并用螺钉加以紧固。如图3-2-5-6所示。
图3-2-5-6 组合式蜗轮的装配
(4)将蜗轮装在轴上。安装过程和检测方法与安装圆柱齿轮相同。通常装配时需加一定外力,压装时,要避免蜗轮歪斜和产生变形。若配合的过盈量较小,可用手工敲击压装,过盈量较大,则可用压力机压装。蜗轮装在轴上后应检验常见的误差,包括偏心、歪斜和端面未紧贴轴肩。检测蜗轮、蜗杆的径向圆跳动和端面圆跳动的方法与圆柱齿轮相同。
(5)把蜗轮轴装入箱体,然后再装入蜗杆,并通过改变调整垫圈厚度或其他方式调整蜗轮的轴向位置,确保蜗杆轴线位于蜗轮轮齿的对称中心平面内。
(6)蜗杆传动机构啮合质量的检查。
①齿侧间隙检测。
a.对不重要的蜗杆传动,用手转动蜗杆,根据空程量的大小判断侧隙大小。
b.用百分表测量侧隙,如图3-2-5-7所示。在蜗杆轴上固定一带刻度盘的量角器,用一百分表测头抵在蜗轮齿面上(或在蜗轮轴上装测量杆,用百分表测头抵住测量杆,如图3-2-5-8所示),用手转动蜗杆,在百分表指针(蜗轮)不动的条件下,用刻度盘相对基准指针转过最大的转角推算出侧隙大小。
图3-2-5-7 蜗杆传动的侧隙检测
图3-2-5-8 测量杆辅助检测
②涂色法检验蜗轮的接触斑点。将红丹粉涂在蜗杆的螺旋面上,给蜗轮以轻微阻力,转动蜗杆,在蜗轮轮齿上得到接触斑点。接触斑点情况反映的装配质量如图3-2-5-9所示。对接触斑点不正确的情况,可通过调节调整垫片的厚度,对蜗轮的轴向位置进行调整,使其达到正常接触。
图3-2-5-9 接触斑点反映的装配质量
(a)不正确,蜗轮轮齿对称平面偏左;(b)正确,斑点在蜗轮轮齿中部偏蜗杆旋出方向;(c)不正确,蜗轮轮齿对称平面偏右
(7)检查转动的灵活性。装配好的蜗杆传动机构,蜗轮在任何位置上,用手旋转蜗杆所需的扭矩均应相同,转动灵活,没有卡滞现象。
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