蜗轮蜗杆传动.ppt

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1、蜗杆传动蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算（一）教学要求1、了解蜗杆传动特点、类型2、掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算3、熟悉普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件、强度计算及热平衡计算等。（二）教学的重点与难点重点：普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算、正确啮合条件、强度计算。难点：蜗杆传动的受力分析。蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动由蜗杆、蜗轮与机架组成。一般蜗杆为主动件、蜗轮为从动件。蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动和动力，一般两轴交角为90°，如图所示。蜗杆传动具有自锁性，作减速运动。广泛应用于各种机械和仪器设备中。11.1.1蜗杆传动的类型圆弧

2、面蜗杆传动锥面蜗杆传动圆柱蜗杆传动按蜗杆形式分优点：传动比大、机构紧凑；。若只传递运动（如分度运动），其传动比可达1000。传动平稳、无噪音；反向行程时可自锁，安全保护。缺点：齿面相对滑动速度大，易磨损，效率低，一般为0.7－0.8，当具有自锁时，效率小于0.5；效率低、成本较高。11.1.2蜗杆传动的特点11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面。在中间平面上，蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。11.2.1蜗杆传动的主要参数及其选择1.蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i蜗杆头数z1=1~4：单头：传动比大，

3、易自锁，效率低，精度高。多头：传动比小，但加工困难，精度降低。传动比：注意：蜗杆传动的传动比仅与蜗杆的头数和蜗轮的齿数有关，而不等于分度圆直径之比。2.模数m和压力角蜗杆传动的设计计算都是以中间平面内的参数和几何关系为标准。在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。根据正确啮合条件，蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数；蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角。规定中间平面上的模数和压力角为标准值，则，通常蜗杆螺旋线的升角，升角小时传动效率低，但可实现自锁；升角大时传动效率高，但蜗杆的车削加工困难。3.蜗杆螺旋线升角蜗杆螺旋线的导程为：螺旋升角与导程的关

4、系：4．蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q蜗杆的分度圆直径：直径系数：当模数一定时，q值越小，d1越小.升角越大，传动效率越高，但蜗杆的刚度和强度降低。由（已标准化）得5.标准中心距a11.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸计算见表11.3蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆传动的滑动速度较大的VS易发生齿面磨损和胶合；如润滑条件良好（形成油膜条件）则较大的VS则有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率。1.齿面间滑动速度11.3蜗杆传动的失效形式和计算准则11.3.1蜗杆传动的失效形式2.失效形式：主要有点蚀、齿根折断、齿面胶合和磨损。最常见失效是齿面胶

5、合和过度磨损。（1）开式传动：主要失效是齿面磨损和轮齿折断。设计准则：按齿根弯曲疲劳强度为设计准则。（2）闭式传动：主要失效是胶合、磨损和点蚀。设计准则：按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，另计算热平衡和蜗杆刚度。11.4蜗杆传动的材料和结构11.4.1蜗杆传动的材料要求：足够的强度；良好的减摩、耐磨性；良好的抗胶合性。为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。11.4.2蜗杆

6、、蜗轮的结构1.蜗杆的结构蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴。（1）铣(xi)制蜗杆（2）车制蜗杆2.蜗轮的结构常用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮齿圈式蜗轮镶xiang铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮11.5蜗杆传动的强度计算1．力的大小11.5.1蜗杆传动的受力分析Fn分解为三个相互垂直的力：切向力Ft、径向力Fr、轴向力Fa。由于蜗杆与蜗轮轴交角为90°,故蜗杆切向力Ft1与蜗轮轴向力Fa2、蜗轮切向力Ft2与蜗杆轴向力Fa1、蜗杆径向力Fr1与蜗轮径向力Fr2为作用力与反作用力。各力的大小计算如下:T1、T2分别为作用在蜗杆和蜗轮上的转矩2.蜗杆蜗轮受力方向蜗杆切向力F

7、t1是阻力，方向与蜗杆转动方向相反，蜗轮切向力Ft2与其回转方向相同；两径向力Fr1和Fr2分别指向各自的轮心；轴向力Fa1的方向根据蜗杆的螺旋线旋向和回转方向，应用左、右手定则来确定。设计公式：11.5.3蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核11.5.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算校核公式：蜗轮轮齿弯曲疲劳强度所限定的承载能力,大都超过齿面点蚀和热平衡计算所限制的承载能力,因此，一般不进行弯曲强度计算。：11.5.4蜗杆的刚度计算蜗杆刚度条件：许用最大挠度：截面惯性矩I：11.6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算11.6.1蜗杆传动的效率闭式蜗杆传动的总效率包括三部分:轮齿啮合摩

8、擦损失效率