机械设计基础 教学课件 作者 李立机械设计基础(9-11)第11章蜗杆传动.ppt

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1、教学目标重点难点教学内容思考练习第十一章蜗杆传动教学目标教学目标：1.明确蜗杆传动的特点及应用；2.掌握普通圆柱蜗杆传动的基本参数，正确啮合条件；3.具有普通圆柱蜗杆传动设计的能力4.具有蜗杆传动的失效分析和维护的能力。首页重点：蜗杆、蜗轮各部分尺寸计算。难点：蜗杆传动的设计。首页重点难点11.1蜗杆传动的类型、特点及应用11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸11.3蜗杆传动的失效形式和受力分析11.4蜗杆和蜗轮的材料和结构11.5蜗杆传动的维护小结思考与习题首页教学内容11.1蜗杆传动的类型、特点及应用返回蜗杆传动的特点、类型及应用蜗杆传动

2、用于传递空间两交错轴之间的运动和动力。蜗杆与蜗轮两轴的交错角通常为90°。蜗杆传动广泛应用于各种机器和仪器中，通常用于减速装置。蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（图11-1）。在一般情况下，蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。小齿轮的每个轮齿可在分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。返回返回蜗轮是用与蜗杆形状相同

3、的蜗轮滚刀按展成法切制的，按照蜗杆形状的不同，可将蜗杆传动分为圆柱蜗杆传动（图11-2）、环面蜗杆传动（图11-3）和锥蜗杆传动（图11-4）三种类型。11.1.1蜗杆传动的类型蜗杆传动的特点、类型及应用图11-2圆柱蜗杆传动图11-3环面蜗杆传动图11-4锥蜗杆传动1．圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动按蜗杆齿廓曲线的不同，有五种类型：阿基米德蜗杆（ZA）传动——蜗杆端面齿形为阿基米德螺线，轴面齿廓为直线；渐开线蜗杆（ZI）传动——蜗杆端面齿形为渐开线；法向直廓蜗杆（ZN）传动——蜗杆端面齿形为延伸渐开线，法面齿廓为直线；锥面包络蜗杆（ZK）传动—

4、—蜗杆端面齿形近似于阿基米德螺旋线；圆弧蜗杆（ZC）传动——蜗杆轴面齿形为圆弧。上述五种蜗杆传动都有各自的特点，前四种属于普通圆柱蜗杆传动。国家标准推荐采用ZI蜗杆和ZK蜗杆。本章着重阐述阿基米德圆柱蜗杆传动（图11-5）。2．环面蜗杆传动环面蜗杆传动的主要特征是蜗杆包围蜗轮，齿廓接触面积大，易于润滑油膜形成，传动效率高，承载能力为普通圆柱蜗杆传动的2~4倍，但制造工艺复杂，适于大功率的传动。返回蜗杆传动的特点、类型及应用图11-5阿基米德蜗杆（ZA）返回3．锥蜗杆传动锥蜗杆传动的主要特征是啮合齿数多，重合度大，传动平稳，承载能力大。蜗轮可

5、以采用淬火钢制造，因而节约了贵重金属。蜗杆传动的特点、类型及应用返回1．传动比大在蜗杆传动中，传动比为蜗轮齿数与蜗杆线数之比：11.1.2蜗杆传动的特点蜗杆传动的特点、类型及应用（11-1）通常蜗轮齿数z2=32~80，而蜗杆线数z1=1、2、4、6，故蜗杆传动的传动比大，而且结构紧凑。2．传动平稳因为蜗杆是一个与梯形螺纹相同或相似的连续螺杆，所以与蜗轮的啮合也是连续的，使得传动平稳，无噪声。3．效率较低普通圆柱蜗杆传动在啮合处有较大的相对滑动速度，因而摩擦损耗大，发热和磨损严重，传动效率低，在自锁时效率仅为0.4~0.5。为了减摩耐磨，蜗

6、轮常采用贵重的青铜材料制造，蜗杆则多淬硬后进行磨削，成本较高。返回4．能够自锁如果蜗杆分度圆柱上的螺旋导程角γ很小时，蜗杆传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮，而蜗轮上无论作用多大的力都无法推动蜗杆转动，因此在需要反向自锁的机械中，通常采用具有自锁性的蜗杆，以保证安全生产，如起重机械等。11.1.3蜗杆传动的选用蜗杆传动的特点、类型及应用选用蜗杆传动的类型，要考虑传动的工作要求和使用条件，以及制造工艺和生产成本。1．要求自锁的低速、轻载的传动，可选用单头阿基米德圆柱蜗杆（ZA）传动；2．载荷较小、速度较低、精度要求不高或不太重要的传动，如果

7、要求蜗杆的加工工艺简单，可选用阿基米德圆柱蜗杆（ZA）传动；3．速度高、传动较精密、蜗杆头数较多的传动，如果要求蜗杆的加工工艺简单，可选用渐开线蜗杆（ZI）传动、法向直廓蜗杆（ZN）传动、锥面包络蜗杆（ZK）传动；返回4．要求传动效率高、蜗杆不磨削的大功率传动，可选用环面蜗杆传动；5．重载、高速及要求传动效率高、精度要求高的重要传动，可选用圆弧蜗杆（ZC）传动、环面蜗杆传动。蜗杆传动的特点、类型及应用11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸返回蜗杆传动的主要参数和几何尺寸返回11.2.1蜗杆传动的正确啮合条件图11-6圆柱蜗杆传动的几何尺寸返回

8、图11-6所示为阿基米德圆柱蜗杆传动的啮合情况。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面，称为蜗杆传动的中间平面。中间平面对于蜗杆是轴面；对于蜗轮则是端面。蜗杆传动的计算与加工均以中间