第11章-蜗杆传动

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1、第十一章蜗杆传动通过本章学习：蜗杆传动正确啮合条件；11-1蜗杆传动的类型11-2普通蜗杆传动的参数与尺寸11-3普通蜗杆传动的承载能力计算11-5圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计11-4蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算失效形式、设计准则、常用材料；受力分析、强度计算；润滑方式及热平衡计算。1第十一章蜗杆传动概述作用：用于传递空间交错轴之间的运动和动力。优点：结构紧凑、传动比大（分度机构：i=1000,通常i=8~80）；具有自锁性。缺点：传动效率低；传动平稳、噪声小；蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。2第十一章蜗杆传动类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动11-1、蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆圆弧圆柱蜗杆

2、3第十一章蜗杆传动普通圆柱蜗杆——加工与螺杆类似根据车刀安装位置不同（1）阿基米德蜗杆(ZA蝇杆)（2）渐开线蜗杆(ZI蜗杆)（3）法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)（1）阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)过轴线剖面：直齿条垂直轴线剖面：阿基米德螺旋线4第十一章蜗杆传动（2）渐开线蜗杆(ZI蜗杆)dbIIIIIIIIIIIII－III－IIIII－III垂直轴线剖面：渐开线（3）法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)IIIIII垂直轴线剖面：延伸渐开线5第十一章蜗杆传动1.正确啮合条件正确啮合条件是：mt2=ma1=m在中间平面内：蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。（一）圆柱蜗杆传动的主要参数及选择11-2、普通蜗杆传动的参数与尺

3、寸1=2（旋向相同）αt2=αa1126第十一章蜗杆传动2.主要参数模数：取标准值（与齿轮模数系列不同）第一系列：1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3810,12.5,16,20,25,31.5,40第二系列：1.5,3,3.5,4.5,5.56,7,12,14蜗杆模数m值GB10088-88模数m和压力角α压力角：ZA蜗杆αa=20°ZN蜗杆αn=20°ZI蜗杆αn=20°tgαa=tgαn/cosγ7第十一章蜗杆传动为了减少蜗轮滚刀的数量，规定一种模数的蜗杆，只有一定数量的蜗杆直径（取标准值）。蜗杆的分度圆直径d1蜗杆的加工——车削蜗轮的加工——蜗轮滚刀

4、（蜗轮滚刀的齿廓和蜗杆一致，但齿顶大一个顶隙）有一种蜗杆，就必须有一种对应的蜗轮滚刀。直径特性系数：q=d1/mq、d1、m搭配见表11-2，非标蜗轮滚刀不受此限制8第十一章蜗杆传动蜗杆头数z1z1越多：γ越大，效率越高；越不容易自锁，且加工困难。z1=1、2、4、6头。蜗杆的导程角γtgγ=z1pa1/πd1=z1πm/πd1=z1/qpaz1paz1pad1传动比iz1z2=---n2n1i=---=u(齿数比)9第十一章蜗杆传动z2=iz1为避免根切：z2≥26一般情况：z2≤80蜗轮齿数z2a=(d1+d2)/2蜗杆传动的标准中心距=m(q+z1)/210第十一章蜗杆传

5、动(二)圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算表11-3普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算名称计算公式蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径齿顶高齿根高顶圆直径根圆直径蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距径向间隙中心距蜗杆蜗轮d1=mqd2=mz2ha=mha=mhf=1.2mhf=1.2mda1=m(q+2)da2=m(z2+2)df1=m(q-2.4)df2=m(z2-2.4)pa1=pt2=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)11第十一章蜗杆传动(一)蜗杆传动的失效形式及材料选择1、失效形式：点蚀、胶合、磨损、轮齿折断。11-3普通蜗杆传动的承载能力计算2、设计准则：开式传动——齿面磨损、轮齿

6、折断：按齿根弯曲疲劳强度设计；闭式传动——齿面胶合、点蚀：按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核；作热平衡核算。3、对材料的要求：足够的强度，良好的磨合和耐磨性能。12第十一章蜗杆传动蜗轮：蜗杆：高速重载：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC)40Cr42SiMn45(表面淬火45~55HRC)低速中载、一般传动：4045钢调质处理(硬度为220~250HBS)vS>12m/s：锡青铜ZCuSn10P16≤vS<12m/s：锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5vS≤6m/s：铝青铜ZCuAl10Fe3；vS<2m/s：球墨铸铁、灰铸铁；4、材料一般采用碳素钢与合金钢。齿圈采

7、用青铜、灰铸铁。13第十一章蜗杆传动（二）圆柱蜗杆传动的受力分析Fr2Fr1n1Fa2左右手定则n2Fa1Ft2Ft1Ft1=Fa2Fr1=Fr2Fa1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2,=Ft2tgαT2=T1iηFr1Fa1Ft1FnF’’nαF’’nααFr1Fa1Ft1FnF’nαnn1fFnFn=忽略摩擦力(Fa1/cos)/cosαn14第十一章蜗杆传动例：15第十一章蜗杆传动（三）圆柱蜗杆