第12章 蜗杆传动

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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圆柱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、材料和结构§12-4圆柱蜗杆传动的受力分析§12-5圆柱蜗杆传动的强度计算§12-6圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算§12-1蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为90°。传动中一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆传动的特点1．传动比大，一般i=10~80，最大可达1000；2．重合度大，传动平稳，噪声低；4．蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低；主要

2、用于中小功率，间断工作的场合。广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。一、蜗杆传动的特点：3．结构紧凑，可实现反行程自锁；5.蜗轮的造价较高。蜗杆传动的类型1蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；重合度大；承载能力和效率较高。二、蜗杆传动的类型本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。三、蜗杆传动的精度等级分为12个精度等级，常用6～9级。当蜗杆的圆周速度小于7.5m/s时，按照7级精度制造；当圆周速度小于3m/s时，按照8级精度制造；当圆周速度小于1.5m/s时，按照9级精度制造。阿基米德蜗杆（ZA蜗

3、杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动蜗杆分左旋和右旋。蜗杆传动的类型2左旋右旋蜗杆还有单头和多头之分。§12-2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，所以ZA蜗杆传动中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。是蜗杆的轴面是蜗轮的端面蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2BLp主平面一、圆柱蜗杆传动的主要参数1.模数m和压力角α蜗轮蜗杆正确啮合条件是：蜗杆的轴向模

4、数ma1和轴向压力角αa1应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2，即ma1=mt2=mαa1=αt2=α模数m的标准值，见表12-1；压力角标准值为20°，ZA蜗杆取轴向压力角为标准值，ZI蜗杆取法向压力角为标准值。如图12-4所示，齿厚与齿槽宽相等的圆柱称为蜗杆分度圆柱(或称为中圆柱)。蜗杆分度圆(中圆)直径用d1表示，其值见表12-1。蜗轮分度圆直径以d2表示。圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸3圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸4在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导程角γ应与蜗轮分度圆上的螺旋角β大小相等旋向相同，

5、即γ=β2.传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2设蜗杆头数为z1，蜗轮齿数为z2，当蜗杆转一周时，蜗轮转过z1个齿(z1/z2周)。因此，其传动比为z1↑→g↑→效率η↑，但加工困难。z1↓→传动比i↑，但传动效率η↓。(蜗杆头数与传动效率关系)常取，z1＝1，2，4，6。可根据传动比，参考表12-2中的荐用值选取。z2=iz1。如z2太小，将使传动平稳性变差。如z2太大，蜗轮直径将增大，使蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。一般取z2＝26～80。（Z1与Z2的荐用值表）3.蜗杆直径系数q和导程角γ由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对

6、加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1。直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数q。即：是导出值d1=qm≠z1m当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，对于小模数蜗杆，规定了较大的q值，以保证蜗杆有足够的刚度。圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸5如图所示蜗杆螺旋面与分度圆柱的交线为螺旋线。若将蜗杆分度圆直径为d1的圆柱面展成平面，并设γ为蜗杆分度圆柱上螺旋线的导程角，px为轴向齿距，则蜗杆的导程角为d1γma1=mt2γ1＝β2（蜗轮、蜗杆旋向相同）αa1=αt2

7、在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑对于两轴交错角为90°的蜗杆传动，正确啮合条件为：圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸64.齿面间滑动速度vs蜗杆传动即使在节点C处啮合，齿廓之间也有较大的相对滑动，滑动速度vs沿蜗杆螺旋线方向。设蜗杆圆周速度为vl、蜗轮圆周速度为v2，由图12-6可得滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热以及传动效率等都有很大影响。圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸75.中心距a当蜗杆节圆与分度圆重合时称为标准传动，其中心距计算式为a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)(12-4)注意：a≠0.5m(z1+

8、z2)。中心距的常用值见表12-3注。二、圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算设计蜗杆传动时，一般是先根据传动的功用和传动比的要求，选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2，然后再按强