蜗轮的特点、应用及功率消耗问题

图7-10 a）锥齿轮 b）等径锥齿轮（图片来源：Amerson工业自动化部，能量传动解决方案）

图7-11 蜗轮蜗杆(www.xing528.com)

图7-11为一个蜗轮的例子，蜗轮由一个圆柱形蜗杆与一个啮合齿轮构成，蜗轮的一个典型应用是蜗轮减速机。在这种类型的装置中，蜗杆通常是驱动轮而齿轮是从动轮。这种齿轮的主要特点是降速幅度大（100∶1），且外形小巧。比起其他类型齿轮，蜗轮的蜗杆部分在机械性能方面具有一些优势，但同时也带来了效率的损失。使用蜗轮的另一个原因是其表面积较大，使蜗杆和齿轮在旋转期间能够保持较好的接触，这使得它在运行时没有噪声并且可以吸收较高的冲击负荷。蜗轮用在风向偏航控制系统中，齿轮安装在机舱尾部，圆柱蜗杆安装在驱动电动机上。当需要改变机舱和风轮方向来调节叶片的进风量时，就发送一个信号到驱动电动机使蜗杆旋转，进而通过齿轮传动改变机舱的迎风角度。在此过程中采用计算机或可编程序控制器（PLC）进行控制调节，通过比较机舱现在的方位和风向仪传来的风向信息，计算出机舱需要转动的角度。偏航控制可以把机舱调向来风方向，或在过负荷或超速时调出来风方向。

蜗轮效率一般很低，会消耗掉一些驱动功率。例如若需要1hp驱动负荷，当使用蜗轮时驱动电动机的功率可能需要超过2hp。蜗轮的其他问题是工作时会产生一些轴向推力，这就需要使用更昂贵的轴承来抵消轴向推力；而且蜗轮运行过程中会产生很多的热量，必须通过特殊的润滑来散热。