蜗杆减速器装配图设计的特点分析

蜗杆减速器装配工作图的设计步骤与圆柱齿轮减速器基本相同，因此在设计时应仔细阅读本章有关圆柱齿轮减速器装配工作图设计的内容。蜗杆减速器的有关箱体结构与尺寸可参考图15-6和表15-1。下面以常见的下置式蜗杆减速器为例，介绍蜗杆减速器设计的特点和步骤。

图16-43　圆锥-圆柱齿轮减速器初绘装配工作底图

1.画出传动零件的中心线

由于蜗杆与蜗轮的轴线呈空间交错，绘制装配图需在主视图和左视图上同时进行，因此首先在主视图、左视图位置上用点画线画出蜗杆、蜗轮的中心线。

2.确定蜗杆轴承座位置

如图16-44所示，按所确定的中心线位置，首先画出蜗轮和蜗杆的轮廓尺寸。取Δ1≈δ，在主视图中确定左、右、上三侧内壁及外壁的位置；取蜗杆轴承座外端面凸台5～8mm，可画出蜗杆轴承座外端面F1的位置，通过对称的方法可求得蜗杆轴承座两外端面间的距离M1（M1需经圆整），从而可画出蜗杆轴承座另外一侧外端面的位置。

为了提高蜗杆的刚度，应尽量缩短轴承支点的距离。为此，蜗杆轴承座需伸到箱内。内伸部分长度与蜗轮外径及蜗杆轴承外径（或套杯外径）有关。内伸轴承座外径与轴承盖外径D2相同。为使轴承座尽量内伸，常将圆柱形轴承座上部靠近蜗轮部分铸出一个斜面，使其与蜗轮外圆间的距离Δ1≈δ，再取g=0.2（D2-D），从而确定轴承座内端面E1的位置。为了增强轴承座的刚性，在其内伸部分的下面还应设置加强肋。

图16-44　蜗杆减速器初绘装配工作底图

3.确定蜗轮轴承座的位置

在左视图中，常取蜗杆减速器宽度等于蜗杆轴承盖外径（也等于蜗杆轴承座外径），即N2=D2。由箱体外表面宽度及壁厚可确定E2的位置，即蜗轮轴承座内端面位置。其外端面F2的位置或轴承座的宽度B2，可由轴承旁螺栓直径及箱壁厚度确定，即B2=δ+C1+C2+（5～8）mm。

4.确定下箱壁的位置及箱体的凸缘结构

对下置式蜗杆减速器，为保证散热，常取蜗轮中心高H2≈（1.8～2）a，a为传动中心距。在确定H2时，应检查蜗杆轴中心高H1是否满足传动零件的润滑要求，H1和H2还需圆整。有时蜗轮、蜗杆伸出轴通过联轴器直接与工作机或电动机连接。中心高两者相差不大时，最好与工作机或电动机中心高取得相同，以便于在机架上安装。然后根据H1、H2、箱体壁厚δ和箱体底面的加工面与非加工面间外凸的尺寸（5～8mm），即可确定下箱壁的位置。根据箱座凸缘厚度b、箱盖凸缘厚度b1和箱座底凸缘厚度b2，可进一步画出分箱面凸缘结构和箱座底凸缘结构。

5.热平衡计算

由于蜗杆传动的效率低、发热量大，在减速器箱体长、宽和高尺寸确定后，对连续工作的蜗杆传动应进行热平衡计算。若散热能力不足，应增大箱体的散热面积或增设散热片和风扇。散热片一般垂直于箱体外壁布置。当蜗杆轴端安装风扇时，应注意使散热片布置与风扇气流方向一致。散热片的结构和尺寸如图16-45所示。如上述措施仍不能满足要求，还可考虑采用在油池中增设蛇形冷却水管等强迫冷却措施。(www.xing528.com)

图16-45　散热片的结构和尺寸

6.蜗杆轴系部件的结构设计

1）蜗杆和蜗轮的结构设计　蜗杆一般为钢制，并与轴制成一体，称为蜗杆轴。当蜗杆根圆直径df1略大于轴径d时，其螺旋部分可以车制，也可以铣制，图16-46a所示为车制蜗杆。当df1＜d时，如图16-46b所示，只能铣制。

图16-46　蜗杆的结构和尺寸

（a）车制蜗杆；（b）铣制蜗杆

常用的蜗轮结构有整体式和组合式。整体式适用于铸铁蜗轮和直径de2＜100mm的青铜蜗轮，如图16-47a所示。当蜗轮直径较大时，为节约有色金属，蜗轮常做成组合式。图16-47b所示为青铜轮缘用过盈配合装在铸铁轮芯上的组合式蜗轮结构，其常用的配合为H7/s6或H7/r6。为增加连接的可靠性，在配合表面接缝处装4～8个螺钉。为避免钻孔时钻头偏向软金属青铜轮缘，螺孔中心宜稍偏向较硬的铸铁轮芯一侧。图16-47c所示为轮缘与轮芯用铰制孔用螺栓连接的组合式蜗轮结构，这种形式工作可靠，装拆方便，适用于大直径的蜗轮。

图16-47　蜗轮的结构和尺寸

（a）整体式；（b）组合式，过盈配合连接；（c）组合式，铰制孔用螺栓连接

2）轴的支承结构　当蜗杆轴较短（两支点跨距小于300mm），温升不太大时，蜗杆轴的支承常采用圆锥滚子轴承正装的双支点各单向固定的结构，如图16-48所示。当蜗杆轴较长或温升较大时，应采用一端双向固定，另一端游动的支承结构，如图16-49所示。固定支承端一般设在轴的非外伸端，以便于轴承的调整。设计套杯时，应注意使其外径大于蜗杆的外径，否则无法装拆蜗杆。

图16-48　双支点各单向固定的蜗杆轴系结构

图16-49　一端固定和一端游动的蜗杆轴系结构