蜗杆轴承组合设计优化

1.轴承支点结构设计

（1）两端固定。当蜗杆轴较短（支点跨距小于300mm），温升又不太大时，或虽然蜗杆轴较长，但间歇工作，温升较小时，常采用圆锥滚子轴承正装的两端固定结构，见图6-3。

图6-3　两端固定式蜗杆轴系结构

（2）一端固定和一端游动。当蜗杆轴较长，温升又较大时，热膨胀伸长量大，如果采用两端固定式结构，则轴承间隙减小甚至消失。此时，轴承将承受很大的附加载荷而加速破坏，这是不允许的。这种情况下宜采用一端固定和一端游动的结构，如图6-4所示。固定端常采用两个圆锥滚子轴承正装的支承形式，外圈用套杯凸肩和轴承端盖双向固定，内圈用轴肩和圆螺母双向固定；游动端可采用深沟球轴承，内圈用轴肩和弹性挡圈双向固定，外圈在座孔中轴向游动（图6-4（a））。也可采用如图6-4（b）所示的圆柱滚子轴承，内外圈双向固定，滚子在外圈内表面轴向游动。

图6-3　两端固定式蜗杆轴系结构

（2）一端固定和一端游动。当蜗杆轴较长，温升又较大时，热膨胀伸长量大，如果采用两端固定式结构，则轴承间隙减小甚至消失。此时，轴承将承受很大的附加载荷而加速破坏，这是不允许的。这种情况下宜采用一端固定和一端游动的结构，如图6-4所示。固定端常采用两个圆锥滚子轴承正装的支承形式，外圈用套杯凸肩和轴承端盖双向固定，内圈用轴肩和圆螺母双向固定；游动端可采用深沟球轴承，内圈用轴肩和弹性挡圈双向固定，外圈在座孔中轴向游动（图6-4（a））。也可采用如图6-4（b）所示的圆柱滚子轴承，内外圈双向固定，滚子在外圈内表面轴向游动。

图6-4　一端固定和一端游动式蜗杆轴系结构

在设计蜗杆轴承座孔时，应使座孔直径大于蜗杆外径以便蜗杆装入。为便于加工，常使箱体两轴承座孔直径相同。蜗杆轴系中的套杯，主要用于固定支点轴承外圈的轴向固定。套杯的结构和尺寸设计可参考表5-1。由于蜗杆轴的轴向位置不需要调整，因此，可以采用如图6-4中所示的径向结构尺寸较紧凑的小凸缘式套杯。

固定端的轴承承受的轴向力较大，宜采用圆螺母而不用弹性挡圈固定。游动端轴承可用弹性挡圈固定。如图6-5所示，在用圆螺母固定正装的圆锥滚子轴承时，在圆螺母与轴承内圈之间，必须加一个隔离环，否则圆螺母将与保持架干涉。

图6-4　一端固定和一端游动式蜗杆轴系结构

在设计蜗杆轴承座孔时，应使座孔直径大于蜗杆外径以便蜗杆装入。为便于加工，常使箱体两轴承座孔直径相同。蜗杆轴系中的套杯，主要用于固定支点轴承外圈的轴向固定。套杯的结构和尺寸设计可参考表5-1。由于蜗杆轴的轴向位置不需要调整，因此，可以采用如图6-4中所示的径向结构尺寸较紧凑的小凸缘式套杯。

固定端的轴承承受的轴向力较大，宜采用圆螺母而不用弹性挡圈固定。游动端轴承可用弹性挡圈固定。如图6-5所示，在用圆螺母固定正装的圆锥滚子轴承时，在圆螺母与轴承内圈之间，必须加一个隔离环，否则圆螺母将与保持架干涉。

图6-5　圆螺母固定圆锥滚子轴承的结构

2.润滑与密封

（1）润滑。下置蜗杆的轴承用浸油润滑。为避免轴承搅油功率损耗过大，最高油面h0max不能超过轴承最下面的滚动体中心，见图6-6；最低油面高度h0min应保证最下面的滚动体在工作中能少许浸油。

蜗杆圆周速度v＜4～5m/s时，下置蜗杆多采用浸油润滑。蜗杆齿浸油深度为（0.75～1）齿高。如图6-6（a）所示，当油面高度能同时满足轴承和蜗杆浸油深度要求时，两者均采用浸油润滑。为防止由于浸入油中蜗杆螺旋齿的排油作用，迫使过量的润滑油冲入轴承，需在蜗杆轴上装挡油盘，挡油盘与箱座孔间留有一定间隙，既能阻挡冲来的润滑油，又能使适量的油进入轴承。(www.xing528.com)

在油面高度满足轴承浸油深度的条件下，蜗杆齿尚未浸入油中（图6-6（b））或浸入深度不足（图6-6（c）），则应在蜗杆两侧装溅油盘（图6-6（b）），使传动件在飞溅润滑条件下工作。这时滚动轴承浸油深度可适当降低，以减少轴承搅油损耗。

图6-5　圆螺母固定圆锥滚子轴承的结构

2.润滑与密封

（1）润滑。下置蜗杆的轴承用浸油润滑。为避免轴承搅油功率损耗过大，最高油面h0max不能超过轴承最下面的滚动体中心，见图6-6；最低油面高度h0min应保证最下面的滚动体在工作中能少许浸油。

蜗杆圆周速度v＜4～5m/s时，下置蜗杆多采用浸油润滑。蜗杆齿浸油深度为（0.75～1）齿高。如图6-6（a）所示，当油面高度能同时满足轴承和蜗杆浸油深度要求时，两者均采用浸油润滑。为防止由于浸入油中蜗杆螺旋齿的排油作用，迫使过量的润滑油冲入轴承，需在蜗杆轴上装挡油盘，挡油盘与箱座孔间留有一定间隙，既能阻挡冲来的润滑油，又能使适量的油进入轴承。

在油面高度满足轴承浸油深度的条件下，蜗杆齿尚未浸入油中（图6-6（b））或浸入深度不足（图6-6（c）），则应在蜗杆两侧装溅油盘（图6-6（b）），使传动件在飞溅润滑条件下工作。这时滚动轴承浸油深度可适当降低，以减少轴承搅油损耗。

图6-6　下置式蜗杆减速器的油面高度

蜗轮轴承转速较低，可用脂润滑或用刮板润滑（见图3-10及图6-8中的俯视图）。

上置式蜗杆减速器的润滑，参阅第3章3.2及有关资料。

（2）密封。下置蜗杆外伸处应采用较可靠的密封形式，例如采用橡胶唇型密封圈密封。蜗轮轴轴承的密封与齿轮减速器相同。

图6-6　下置式蜗杆减速器的油面高度

蜗轮轴承转速较低，可用脂润滑或用刮板润滑（见图3-10及图6-8中的俯视图）。

上置式蜗杆减速器的润滑，参阅第3章3.2及有关资料。

（2）密封。下置蜗杆外伸处应采用较可靠的密封形式，例如采用橡胶唇型密封圈密封。蜗轮轴轴承的密封与齿轮减速器相同。