蜗杆传动机构

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1、5.7蜗杆传动机构第五章机械传动目录5.7.1概述5.7.2蜗杆蜗轮机构的主要参数和尺寸计算5.7.1概述5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成5.7.1.2蜗杆传动机构的类型5.7.1.3蜗杆蜗轮机构的特点和应用5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成，用来传递空间两交叉轴之间的运动和动力。通常交错角为90。，蜗杆位主动件。形成——由一对交错斜齿圆柱齿轮演化而来的。小齿轮的螺旋角很大、齿数很小、直径很小、齿宽很大——完整螺旋线——杆状——蜗杆旋向判断旋向判断蜗杆的旋向根据螺旋线的方向判断蜗轮如下判断：1）蜗轮的转向应与蜗轮所受切向力的方向一致，而蜗轮所受切向力的方向与蜗杆轴

2、向力的方向相反2）蜗杆轴向力的方向采用主动轮（蜗轮）左右手定则判断：蜗杆左旋用左手，四指抓向与蜗杆旋转方向一致，则大拇指指向即是蜗杆所受轴向力的方向。如果蜗杆右旋用右手，判断方法同左手。左右手定则同时适用于斜齿轮传动主动轮轴向力的确定。旋向判断5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成大齿轮的螺旋角很大、齿数很多、直径较大、齿宽较短——轮状——蜗轮为改善啮合状况——将蜗轮沿齿宽方向做成弧形将蜗杆部分包住。蜗杆加工——车床，与车螺纹相似。蜗轮加工——用蜗杆状滚刀按展成原理加工。蜗杆有左右旋单双头，常用右旋，导程角γ=90-β5.7.1.2蜗杆传动机构的类型根据蜗杆的形状可分为：圆柱蜗杆传动和环

3、面蜗杆传动。圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。由于阿基米德蜗杆加工方便，所以应用广泛。5.7.1.3蜗杆蜗轮机构的特点和应用1.传动比大。单级传动比i=8—80，在分度机构中传动比可达1000。2.传动平稳、噪声小。蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，逐渐进入啮合和退出啮合。3.在一定条件下（导程角<当量摩擦角），可实现自锁。4.效率较低。η=0.7——0.8。啮合处有较大的相对滑动，发热大。5.蜗轮造价较高：青铜制造—减轻磨损、胶合蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能的场合。5.7.2蜗杆蜗轮机构的主要参数和尺寸计算通过蜗杆

4、轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。在中间平面内，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮与齿条的啮合传动，所以设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准，并沿用圆柱齿轮传动的计算关系。5.7.2.1主要参数模数和压力角：蜗轮、蜗杆在中间平面的模数和压力角为标准值α=20°。正确啮合条件：ma1=mt2=mαa1=αt2=αγ1=β2蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2:蜗杆分度圆直径标准化：蜗杆直径系数蜗杆导程角：pa1=pt2=πm中心距：5.7.3蜗杆传动设计——常用材料1、要求：1）足够的强度；2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性2、蜗杆材料40、45，调质HBS220~300——低速

5、，不太重要40、45、40Cr，表面淬火，HRC45~55——一般传动15Cr、20Cr、12CrNiA、18CrMnT1、O20CrK渗碳淬火、HRC58~63——高速重载3、蜗轮铸铸青铜（ZCuSn10P1，ZCuSn5P65Zn5）——VS≥3m/s时，减摩性好，抗胶合性好，价贵，强度稍低。铸铝铁青铜（ZcuAl10Fe3）——VS≤4m/s，减摩性、抗胶合性稍差，但强度高，价兼铸铁：灰铁；球墨铁。——VS≤2m/s，要进行时效处理、防止变形。5.7.3蜗杆传动设计——尺寸设计选定模数m（参考设计公式）、蜗轮齿数z2、蜗杆直径系数q、蜗杆头数z1，进行尺寸设计5.7.3蜗

6、杆传动设计——强度校核蜗轮齿面接触疲劳强度计算，由赫其公式（Hertz）按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算校核公式：设计公式：5.7.3蜗杆传动设计——效率、润滑和热平衡一、蜗杆传动的效率η1——由啮合摩擦损耗所决定的效率η2——轴承的效率η3——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率二、蜗杆传动的润滑目的：1）提高效率2）降低温升，防止磨损和胶合方法：●蜗杆上置式浸油润滑：润滑效果较差，但搅油损失小；●蜗杆下置式浸油润滑：润滑效果较好，但搅油损失大。三、蜗杆传动热平衡t>80°时措施本节完谢谢观赏^_^5.8齿轮传动的失效、常用材料及润滑5.8.1齿轮轮齿的失效形式5.8.2齿轮的设计

7、准则5.8.3齿轮的材料与热处理5.8.4齿轮的润滑5.8.1齿轮轮齿的失效形式1.轮齿折断2.齿面疲劳点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.齿面塑性变形1.轮齿折断●弯曲疲劳折断——闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式●过载折断——载荷过大或脆性材料●齿根整体折断——直齿，b较小时●局部折断——斜齿或偏载，b较大时提高轮齿抗折断能力的措施：●减小齿根应力集中，增加齿根过渡圆角，降低齿根表面粗糙度；●提高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载；●改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度；●齿根部分进行表