机械设计基础 教学课件 作者 李正峰 蒋利强 主编 杜春宽 副主编12.ppt

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1、第12章蜗杆传动§12.1蜗杆传动的特点和类型§12.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸§12.3蜗杆传动的失效形式和常用材料§12.4蜗杆传动的受力分析§12.5蜗杆传动的承载能力计算§12.6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算§12.7蜗杆和蜗轮的结构112.1.1蜗杆传动的特点1.传动比大。i=10--40,最大可达80。若只传递运动，传动比可达1000。2.传动平稳、噪声小。3.可制成具有自锁性的蜗杆。4.效率较低。η=0.7——0.8。5.蜗轮造价较高。§12.1蜗杆传动的特点和类型212.1.2

2、蜗杆传动的类型蜗杆传动类型很多,按蜗杆形状分为圆柱蜗杆传动（图12-1（a））、环面蜗杆传动（图12-1（b））和圆锥蜗杆传动等（图12-1（c））。图12-1蜗杆传动类型1.阿基米德蜗杆(轴向直廓蜗杆，ZA蜗杆)2.渐开线蜗杆(ZI蜗杆)图12-2阿基米德蜗杆图12-3渐开线蜗杆312.1.3蜗杆传动的精度蜗杆传动规定了1~12个精度级，1级最高，12级最低，一般动力传动常用7~9级精度。蜗杆传动精度等级主要根据蜗轮圆周速度、使用条件及传动功率等选定，可按表12-1选取。表12-1蜗杆传动精度等级的选

3、择精度等级蜗轮圆周速度（m/s）使用范围7≤7.5中等精度的机械及动力蜗杆传动8≤3速度较低或短期工作的传动9≤1.5不重要的低速传动或手动传动41．模数m和压力角在图12-4的中间平面内，普通蜗杆蜗轮传动相当于齿条齿轮传动。与齿轮传动相同，为了保证轮齿的正确啮合，在中间平面内的蜗杆的轴面模数ma1、压力角和蜗轮的端面模数mt2、压力角相等，且蜗杆和蜗轮螺旋线的旋向也相同，即规定在中间平面上的模数m和压力角为标准值。标准模数m按表12-2选用,标准压力角=20°。图12-4普通蜗杆传动图12-5蜗杆螺旋

4、线的几何关系§12.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸12.2.1蜗杆传动的基本参数5表12-2普通圆柱蜗杆传动的m和q值及值（GB10085-1988）62、蜗杆直径系数（蜗杆特性系数）q为了减少滚刀数量，对于每个标准模数，规定1~2种蜗杆分度圆直径，该直径d1与模数m的比值，称为蜗杆直径系数,用q表示，可写成3、蜗杆分度圆导程角由图12-5可知，蜗杆分度圆柱上的螺旋线的导程角γ（12-2）式中Pz——蜗杆的导程；P——蜗杆轴向齿距；z1——蜗杆头数；q——蜗杆直径系数。(12-1)74、蜗杆头数z1及传

5、动比i蜗杆头数z1常取1、2、4、6，z1应根据传动比和传动蜗杆的效率来确定。单头蜗杆传动的传动比大，有利于实现反行程自锁，但效率低不宜做动力传动，一般用于分度传动或自锁蜗杆传动。对动力传动一般取z1=2、4，以获得较高传动效率。z1>4时，由于加工工艺困难，很少应用。蜗杆传动的传动比i式中n1、n2——蜗杆、蜗轮的转速，r/min；z1、z2蜗杆的头数和蜗轮的齿数。应当指出，蜗杆传动的传动比不等于蜗轮蜗杆分度圆直径之比，即。8蜗轮的齿数z2=iz1。z2不能太少，以免发生根切。但也不能过多，因齿数越多

6、，蜗轮直径越大，蜗杆愈长，蜗杆刚度愈差，影响啮合。通常取z2=28~80。对于一般的机械传动，z1、z2可按表12-3选取。5、中心距a当蜗杆传动的蜗杆节圆与分度圆重合时称为标准传动，其中心距计算公式为912.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸计算参见图12-6和表12-41011§11.3蜗杆传动的失效形式和常用材料12.3.1蜗杆传动的失效形式和设计准则1、失效形式失效：胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀由于蜗轮材料强度低

7、，失效通常发生在蜗轮轮齿上2、设计准则——主要考虑蜗轮开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断保证齿根疲劳强度闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀按齿面接触疲劳强度设计，齿根疲劳强度校核另外，还应作热平衡计算1212.3.2蜗杆、蜗轮的材料选择材料要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度1、蜗杆的材料高的强度、刚度及光洁度碳钢—45号钢调质或淬火合金钢—20Cr、20CrMnTi(渗碳淬火)、40Cr(表面淬火)2、蜗轮的材料减摩、抗胶合、抗点蚀铸锡青铜ZCuSn10P1—适合高速铸铝青铜ZCuAl9Fe3—低速重载灰

8、铸铁HT200—低速轻载13作用力的大小：受力分析类似斜齿传动蜗杆、蜗轮旋向相同蜗杆三个分力：Fr1,Ft1,Fa1蜗轮三个分力：Fr2,Ft2,Fa2§11.4蜗杆传动的受力分析一、受力分析图12-7蜗杆传动的受力分析14径向力的判断方法：指向各自圆心圆周力的判断方法：利用转向判断轴向力的判断方法：蜗杆左、右手方法主动轮为右旋，握紧右手，四指弯曲方向表示主动轮的回转方向，拇指的指向即为作用在主动轮上轴向力的方向；若主动轮为左旋，用左手作用