第十一章 蜗杆传动.ppt

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1、第十一章蜗杆传动(wormdrive)§11-1蜗杆传动概述(outline)§11-2蜗杆传动的类型(types)§11-3普通圆柱蜗杆传动的参数与尺寸（parameteranddimension)§11-4普通圆柱蜗杆传动的承载能力(carryingcapacity)计算§11-5普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡(efficiencyheatbalanceandlubricate)§11-6圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计(structuredesign)蜗杆传动概述蜗杆传动(wormdrive)是一种在空间交错轴间传递运动和动力的机构。蜗杆传动概述(outline)蜗

2、杆传动的主要特点有：1．传动比大，一般为i=5~80，大的可达300以上；2．重合度大，传动平稳，噪声低；3．摩擦磨损问题突出，磨损是主要的失效形式；4．传动效率低，具有自锁性时，效率低于40%。由于上述特点，蜗杆传动主要用于轴线空间交错90度的两轴间运动传递，而在动力传输中的应用受到限制。随着加工工艺技术的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现，蜗杆传动已普遍应用于各类运动与动力传动装置中。阿基米德蜗杆法向直廓蜗杆渐开线蜗杆锥面包络圆柱蜗杆蜗杆传动的类型(types)圆柱蜗杆传动(Columnwormdrive)环面蜗杆传动(Ringwormdrive)锥蜗杆传动(Ta

3、perwormdrive)普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型普通圆柱蜗杆传动——阿基米德蜗杆(ZA)：在车床上用直线刀刃的车刀车削加工；安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。端面齿廓为阿基米德螺旋线；轴向齿廓为直线；蜗杆传动的类型普通圆柱蜗杆传动——法向直廓蜗杆(ZN)：端面齿廓为延伸渐开线；法向齿廓为直线；直线刀刃车刀加工，安装时车刀对中齿槽中线法面或齿厚中线法面。蜗杆传动的类型普通圆柱蜗杆传动——渐开线蜗杆(ZI)：用两把直线刀刃的车刀在车床上加工，刀刃顶面应与基圆柱相切，分别高于和低于蜗杆轴线。端面齿廓为渐开线；相当于一个少齿数、

4、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮；蜗杆传动的类型普通圆柱蜗杆传动——锥面包络蜗杆(ZK)：铣床上加工、磨床上磨削；加工时，工件做螺旋运动，刀具做回转运动。端面齿廓近似于阿基米德螺旋线，法面及轴向齿廓均为曲线；圆弧圆柱蜗杆传动(Arccolumnwormdrive)：蜗杆传动的类型蜗杆用凸圆弧形刀具切制；蜗轮用范成法加工。齿廓形状不同于普通圆柱蜗杆，在中间平面内蜗杆齿廓为凹圆弧形，蜗轮齿廓为凸圆弧形。特点：效率高（90%以上）、承载能力大（电梯）蜗杆传动的类型环面圆柱蜗杆传动(Ringwormdrive)：蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面。特

5、点：承载能力大，传动效率高达0.85~0.9;但需较高的制造安装精度。在中间平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。在这种传动中的啮合带内，蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧面上，即蜗杆的节弧沿蜗轮的节圆包着蜗轮。蜗杆传动的类型锥蜗杆传动(Taperwormdrive)：蜗杆是由在节锥上分布的等导程的螺旋所形成；蜗轮相当于一个曲线齿的锥齿轮（滚齿机上加工）特点：同时接触的点多，重合度大；传动比范围大；承载能力及效率高；制造方便；但传动具有不对称性。普通蜗杆传动的参数与尺寸(parameteranddimension)一、参数选择中间平面内（通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面）

6、，普通圆柱蜗杆传动相当于齿条与齿轮的啮合传动。1、模数(modulus)m和压力角(pressangle)a蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即ma1=mt2=maa1=at2注：ZA的轴向压力角为标准值ZN、ZI、ZK的法向压力角为标准值蜗杆轴向压力角与法向压力角关系：普通蜗杆传动的参数与尺寸1普通蜗杆传动的参数与尺寸2、蜗杆的分度圆直径d1为保证蜗杆传动的正确啮合，蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀加工而成的，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(q=d1／m

7、)称为蜗杆的直径系数。说明：一个m最多对应4个q，即最多4把刀。m一定时，q增大则d1变大，蜗杆的刚度和强度相应提高，因此在较小模数时常选较大q。q小则效率高，在刚度允许的情况下q可小些。普通蜗杆传动的参数与尺寸3、蜗杆的头数z1较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。4、传动(driveratio)ii太小时，z1大z2小，z1加工困难，z2易根切；i太大时，z1小z2大，蜗杆长度大，刚度会下降。普通蜗杆传动的参数与尺寸5、导程角g