一 阿基米德螺旋线 很多人都知道飞蛾扑火这个故事。但是,为什么飞蛾会这么执着地扑向火光呢?这要从它的祖先谈起。飞蛾的历史远比人类悠久。在亿万年前,没有人造火光,飞蛾完全靠天然光源(日光、月光或星光)指引飞行。由于太阳、月亮、星星距离地球都很远,它们发出的光线照到地球上可以认为是平行直线。当飞蛾直线飞行时,它在任何位置的前进方向与光线的夹角都是一个固定值(如图1)。可是,如果光源离得很近,不能将它们发出的光线看作平行光时,飞蛾再按照固有的习惯飞行,飞出的路线就不是直线,而是一条不断折向灯光光源的螺旋形路线(如图2)。这在数学上称为阿基米德螺线。通俗的说,阿基米德螺线就是既作匀速转动又作匀速直线运动而形成的轨迹。举一个形象一点的例子:时钟上的指针在作匀速转动,假如有一只小虫子从时钟的中心,沿指针作匀速爬动,那么虫子最终走出的轨迹就是阿基米德螺线(如图3)。 阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为: ρ =at+P0 式中: a—阿基米德螺旋线系数,mm/°,表示每旋转 1 度时极径的增加(或减小)量; t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数; ρ o—当 t=0°时的极径,mm。 阿基米德螺线的简单画法 有一种最简单的方法画出阿基米德螺线,如图4,用一根线缠在一个线轴上,在其游离端绑上一小环,把线轴按在一张纸上,并在小环内套一支铅笔,用铅笔拉紧线,并保持线在拉紧状态,然后在纸上画出由线轴松开的线的轨迹,就得到了阿基米德螺线。 二 蜗轮蜗杆的材料 由于蜗杆传动啮合摩擦较大,且由于蜗轮滚刀的轮齿尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同,被加工出来的蜗轮齿形难以和蜗杆齿精确共轭,必须跑合才能逐渐理想;因此,材料副的组合必须具有良好的减磨和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮常采用青铜或者铸铁做齿圈,并且可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相匹配。 1 蜗杆材料一般用合金钢或碳钢制成,大部分蜗杆的齿面经渗碳淬火等热处理获得较高的硬度,由于考虑蜗杆的齿数少,工作长度短,受力次数多等原因所致,因此,蜗杆的材料不用有色金属做。 2 蜗轮轮齿一般用铜合金或者铸铁制成,蜗轮的材料为铸造锡青铜(用于滑动速度大于等于3 的重要传动),铸造铝铁青铜(一般用于滑动速度小于等于4 的传动)等。其强度远远不如钢制蜗杆,且蜗杆螺牙成螺旋状强度较大。因此蜗轮轮齿是蜗杆传动中的薄弱环节。 三 渐开线与延伸渐开线的区别与联系 渐开线是在平面上,一条动直线...