项目二 任务四 蜗杆传动(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

项目二 汽车机械传动装置 任务一 带传动 任务二 链传动 任务三 齿轮传动 任务四 蜗杆传动 任务五 轮系传动 任务六 螺旋传动 任 务 四 蜗杆传动 【任务引入】 在四轮驱动汽车上，托森差速器一般作为中央差速器使用。托森差速器采用的是蜗杆传动。那么，托森差速器由哪些部分组成？工作原理是怎样的？ 【任务分析】 蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动和动力，通常两轴交错角为直角。蜗杆传动可以降低转速，主要用于要求传动比大，传动功率不大，需要自锁功能的场合。 1．掌握蜗杆传动的特点和类型。 2．掌握蜗轮旋转方向的判定方法。 3．掌握蜗杆传动在汽车中的应用。 【学习目标】 一、蜗杆传动的组成、传动比与特点 二、蜗杆传动的类型 三、蜗杆传动旋转方向的判定 四、蜗杆、蜗轮的结构和材料 【相关知识】 1.蜗杆传动的组成 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成。通常蜗杆、蜗轮轴线在空间成直角交错（90º），用以传递两轴间的运动和动力。 蜗杆 蜗轮 一、蜗杆传动的组成、传动比与特点 蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。 2.蜗杆传动的传动比 蜗杆的头数为z1，蜗轮的齿数为z2，则传动比为： 单 头 蜗 杆 多 头 蜗 杆 蜗杆的头数一般取 z1=1～4。当传动比大于40或要求蜗杆自锁时，常取z1=1（单头蜗杆）；当传递功率较大时，为提高传动效率，常取z1=2～4。 蜗杆有单头、双头和多头多种形式。 蜗杆头数越多，加工精度越难保证。 3.蜗杆传动的特点 ① 传动比大，在动力传动中，一般传动比为8～100；在分度机构中，传动比可达1000。 ② 传动平稳，噪声小，结构紧凑。 ③ 可以实现自锁。当蜗杆导程角小于蜗杆蜗轮啮合轮齿间的当量摩擦角时，传动具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。 ④ 磨损较严重，因此蜗轮齿圈部分常用减摩性能好的有色金属（如青铜）制造，成本较高。 ⑤ 传动效率较低，故大功率连续传动一般不用。 二、蜗杆传动的类型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 三、蜗杆传动旋转方向的判定 右旋蜗杆 左旋蜗杆 1.蜗杆螺旋方向的判定 蜗杆与斜齿圆柱齿轮一样，也有左旋和右旋之分，如图所示。 判断旋向时，将蜗杆轴线垂直放置，螺旋线左高右低为左旋，螺旋线左低右高为右旋。 2.蜗轮旋转方向的判定 当已知蜗杆的螺旋方向和转动方向时，可根据螺旋副的运动规律，用“左右手法则”来确定蜗轮的旋转方向。当蜗杆为右旋时，则用右手四指沿着蜗杆转动方向弯曲，与大拇指所指方向相反的方向为蜗轮的旋转方向（即蜗轮上啮合点的线速度方向），因此，蜗轮逆时针旋转。当蜗杆为左旋时，则用左手按同样的方法判定。 蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。 1.蜗杆、蜗轮的结构 四、蜗杆、蜗轮的结构和材料 蜗杆 高速重载 低碳合金钢（15Cr、20Cr）+ 渗碳 淬火；中碳钢（45）或中碳合金钢 （40Cr ）+ 表面淬火。 低速中载 中碳钢（45）+ 调质。 蜗轮 vs≥12~26m/s 重要传动 铸造锡青铜 铸造铝青铜 灰铸铁和球墨铸铁 vs≤10 m/s 一般传动 vs < 2 m/s 不重要传动 2.蜗杆、蜗轮的材料 托森差速器主要由差速器外壳、前轴蜗杆、后轴蜗杆、蜗轮（6个）、直齿圆柱齿轮（12个）和蜗轮轴（6个）等组成。空心轴和差速器外壳通过花键连接而一同转动。每个蜗轮轴的中间有1个蜗轮、两端有2个尺寸相同的直齿圆柱齿轮。蜗轮和直齿圆柱齿轮通过蜗轮轴安装在差速器外壳上，其中3个蜗轮与前轴蜗杆相啮合，另外3个蜗轮与后轴蜗杆相啮合，构成六对蜗杆蜗轮啮合副。分别与前、后轴蜗杆相啮合的蜗轮彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合，前轴蜗杆和驱动前桥的前齿轮轴为一体，后轴蜗杆和驱动后桥的后齿轮轴为一体。 【任务实施】 托森差速器的组成和工作原理分析 1.托森差速器的组成 当汽车直线行驶时，来自发动机的动力通过空心轴传至差速器外壳，差速器外壳通过蜗轮轴传到蜗轮，再传到蜗杆。前轴蜗杆通过前齿轮轴将动力传至前桥，后轴蜗杆通过后齿轮轴传至后桥，从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。当汽车转弯时，前、后齿轮轴（驱动轴）出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速下降，实现差速作用。如果蜗轮的转速不是很大，由于蜗杆传动的不可逆性，不会对蜗杆施加驱动力，从而可以吸收前后轮的转速差。当前轮或后轮空转打滑，即转速差很大时，蜗轮与蜗杆中间的摩擦力就会增大，对蜗杆施加驱动力，从而驱动不打滑的后轮或前轮前进。 2.托森差速器的工作原理 $