蜗轮蜗杆设计

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1、蜗轮蜗杆设计摘要蜗杆传动从属齿轮传动，在现代工业中应用非常广泛。蜗轮蜗杆包含两个部分：蜗杆和蜗轮，其齿形大多数由直线、平面或者平面上的曲线经过一次或两次展成运动形成。由于蜗轮蜗杆结构性特点，它用于传递空间两相错轴间的运动和动力。蜗杆传动机构多数情况下蜗杆为主动件，蜗轮为被动件。蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点。在机床制造业中，普通圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动;煤矿设备中的各种类型的绞车及采煤机组牵引传动;起重运输业中各种提升设备及无轨电车等都采用蜗杆传

2、动。其他，在精密仪器设备、军工、宇宙观测仪器中，蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等，大型天文望远镜、雷达等也离不开蜗杆传动。关键词：蜗轮蜗杆目录第一章蜗杆传动的类型和特点11.1蜗杆传动的类型11.2蜗杆传动的特点2第二章蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算32.1蜗杆传动的基本参数32.2蜗杆传动的几何尺寸计算6第三章蜗轮传动的失效形式、设计准则、材料和结构73.1蜗杆传动的失效形式和设计准则73.2蜗杆、蜗轮的材料和结构8第四章蜗轮传动的强度计算104.1蜗杆传动的受力分析104.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算114.3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算

3、12第五章蜗轮传动的效率、润滑和热平衡计算135.1蜗杆传动的效率135.2蜗杆传动的润滑135.3蜗杆传动的热平衡计算15结论17致谢18参考文献19西安工业大学继续教育学院毕业设计（论文）106西安工业大学继续教育学院毕业设计（论文）第一章蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用来传递空间两交错轴的运动和动力。如图1-1所示。通常两轴交错角为90°,蜗杆为主动件。1.1蜗杆传动的类型如图1-2所示，根据蜗杆的形状，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动（图a），环面蜗杆传动（图b）,和锥面蜗杆传动(图c)。图1-1蜗杆传动圆柱蜗杆传动，按蜗杆轴面齿型又可分为普通

4、蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。普通蜗杆传动多用直母线刀刃的车刀在车床上切制，可分为阿基米德蜗杆（ZA型）、渐开蜗杆（ZI型）和法面直齿廓蜗杆（ZH型）等几种。a)b)c)图1-2蜗杆传动的类型如图1-3所示，车制阿基米德蜗杆时刀刃顶平面通过蜗杆轴线。该蜗杆轴向齿廓为直线，端面齿廓为阿基米德螺旋线。阿基米德蜗杆易车削难磨削，通常在无需磨削加工情况下被采用，广泛用于转速较低的场合。如图1-4所示，车制渐开线蜗杆时，刀刃顶平面与基圆柱相切，两把刀具分别切出左、右侧螺旋面。该蜗杆轴向齿廓为外凸曲线，端面齿廓为渐开线。渐开线蜗杆可在专用机床上磨削，制造精度较高，可用于转速较高功

5、率较大的传动。蜗杆传动类型很多，本章仅讨论目前应用最为广泛的阿基米德蜗杆传动。106西安工业大学继续教育学院毕业设计（论文）1.2蜗杆传动的特点(1)传动比大，结构紧凑。单级传动比一般为10～40(<80)，只传动运动时（如分度机构），传动比可达1000。(2)传动平稳，噪声小。由于蜗杆上的齿是连续的螺旋齿，蜗轮轮齿和蜗杆是逐渐进入啮合又逐渐退出啮合的，故传动平稳，噪声小。(3)有自锁性。当蜗杆导程角小于当量摩擦角时，蜗轮不能带动蜗杆转动，呈自锁状态。手动葫芦和浇铸机械常采用蜗杆传动满足自锁要求。(4)传动效率低。蜗杆蜗轮啮合处有较大的相对滑动，摩擦剧烈、发热量大，故

6、效率低。一般η＝0.7～0.9，具有自锁性能的蜗杆效率仅0.4。(5)蜗轮造价较高。为了减摩和耐磨，蜗轮常用青铜制造，材料成本较高。由上述特点可知：蜗杆传动适用于传动比大，传递功率不大，两轴空间交错的场合。图1-3阿基米德蜗杆图1-4渐开线蜗杆106西安工业大学继续教育学院毕业设计（论文）第二章蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算图2-1所示阿基米德蜗杆传动，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为主平面（中间平面）。在主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。为了加工方便，规定主平面的几何参数为标准值。2.1蜗杆传动的基本参数1.蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传

7、动比图2-1阿基米德蜗杆传动的几何尺寸蜗杆头数z1,即为蜗杆螺旋线的数目。蜗杆的头数一般取z1=1～6。当传动比大于40或要求自锁时取z1=1；当传动功率较大时，为提高传动效率取较大值，但蜗杆头数过多，加工精度难于保证。蜗轮的齿数一般取z2＝27～80。z2过少将产生根切；z2过大，蜗轮直径增大，与之相应的蜗杆长度增加，刚度减小。蜗杆传动的传动比等于蜗杆与蜗轮转速之比。当蜗杆回转一周时，蜗轮被蜗杆推动转过z1个齿（或z1/z2周），因此传动比为：式中：n1、n2分别为蜗杆和蜗轮的转速（r/min）。在蜗杆传动设计中，传动比的公称值按下列数值选取