介绍蜗杆传动的原理及应用.ppt

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1、介绍蜗杆传动的原理及应用蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料蜗杆传动受力分析及强度计算蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算蜗杆和蜗轮的结构蜗杆传动的安装与维护介绍知识导读1.主要内容本章主要介绍普通圆柱蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算、强度计算以及热平衡计算。2.重点、难点提示蜗杆传动的主要参数、受力分析及强度计算。蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸蜗杆传动由蜗杆、蜗轮组成。用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般用作减速传动，广泛应用于各种机械

2、设备和仪表中。蜗杆传动蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动(a)所示、圆弧面蜗杆传动(b)所示和锥面蜗杆传动(c)所示。蜗杆传动的类型和特点圆柱蜗杆按其齿廓曲线形状的不同，又可分为阿基米德蜗杆(ZA型)、渐开线蜗杆(ZI型)、法面直廓蜗杆(ZN型)等几种。阿基米德蜗杆，其端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴向齿廓为直线。它一般在车床上用成型车刀切制。按螺旋方向不同，蜗杆可分为左旋和右旋。阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）蜗杆传动特点(1)传动比大，结构紧凑。单级蜗杆传动比i=

3、5～80，若只传递运动(如分度机构)，其传动比可达1000。(2)传动平稳，噪声小。由于蜗杆齿呈连续的螺旋状，它与蜗轮齿的啮合是连续不断地进行的，同时啮合的齿数较多，故传动平稳，噪声小。(3)可制成具有自锁性的蜗杆。当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性。蜗杆传动特点(4)传动效率低。因蜗杆传动齿面间存在较大的相对滑动，摩擦损耗大，效率较低。一般为0.7～0.8，具有自锁性的蜗杆传动，效率小于0.5。(5)蜗轮的造价较高。为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮一般要采用价格较贵的

4、有色金属制造，因此造价较高。蜗杆传动的基本参数和尺寸通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的剖面称为中间平面。该平面为蜗杆的轴面或为蜗轮的端面。在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。因此，该平面内的参数阿基米德蜗杆传动为标准值。1.蜗杆传动的主要参数及其选择(1)蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i蜗杆头数z1(齿数)即为蜗杆螺旋线的数目z1少，效率低，但易得到大的传动比,z1多，效率提高，但加工精度难以保证。一般取z1=1～4。当传动比大于40或要求蜗杆具有自锁性时，取z1=1。1.蜗杆

5、传动的主要参数及其选择蜗轮齿数z2蜗轮齿数z2由传动比和蜗杆的头数决定。齿数越多，蜗轮的尺寸越大，蜗杆轴也相应增长而刚度减小，影响啮合精度。故蜗轮齿数不宜多于100。但为避免蜗轮根切，保证传动平稳，蜗轮齿数z2应不少于28。一般取z2=28～80。传动比当蜗杆转过一周时，蜗轮将转过z1个齿，故传动比为i=n1/n2。n1、n2分别为蜗杆、蜗轮的转速，单位r/min。1.蜗杆传动的主要参数及其选择(2)模数m和压力角α蜗杆传动也是以模数作为主要计算参数的。由于在中间平面内，蜗杆传动相当于齿轮与齿条的啮

6、合传动，所以蜗杆的轴面模数ma1和轴面压力角αa1分别与蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2相等，且为标准值。1.蜗杆传动的主要参数及其选择（3）蜗杆的导程角λ蜗杆的轮齿成螺旋线形状绕于分度圆柱上，将蜗杆分度圆柱展开，其螺旋线与端面的夹角λ称为蜗杆的导程角。由图可知，蜗杆螺旋线的导程为1.蜗杆传动的主要参数及其选择根据啮合传动原理，轴交角为90°的蜗杆传动正确啮合条件为β为蜗轮的螺旋角，其旋向与λ相同(4)蜗杆分度圆直径d1和直径系数q在切制蜗轮轮齿时，所用滚刀的直径和齿形参数必须与该蜗轮相啮合的

7、蜗杆一致。而蜗杆分度圆直径d1不仅与模数有关，还随z1/tanλ的数值而变化。即使m相同，也会有许多不同直径的蜗杆。为了限制滚刀的数目以及便于滚刀的标准化，对于每一种模数的蜗杆，国家标准制定了蜗杆分度圆直径d1的标准值，并把d1与m的比值称为蜗杆直径系数q，即q=d1/m则有2.蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料蜗杆传动的失效形式和设计准则蜗杆传动的设计准则是:对闭式蜗杆传动，一般按齿面接触疲劳强度设计，必要时进行齿根弯曲疲劳强度校核。此外，还应做热平衡核算，限制工作温度。

8、对开式蜗杆传动，通常以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要设计准则。当蜗杆直径较小而跨距较大时，还应作蜗杆轴的刚度验算。蜗杆传动的常用材料及选择蜗杆常用材料蜗杆一般用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用低碳合金钢，如15Cr、20Cr、20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度56～62HRC。中速中载蜗杆可用优质碳素钢或合金结构钢，如45、40Cr等。经表面淬火，表面硬度40～55HRC。低速或不重要的传动，蜗杆可用45钢经调质处理，表面硬度小于270HBS。蜗轮常用材料蜗轮常