蜗杆传动(简).ppt

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1、第十一章　蜗杆传动§11-1蜗杆传动概述§11-2蜗杆传动的类型§11-3普通蜗杆传动的参数与尺寸§11-4普通蜗杆传动的承载能力计算§11-6圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计§11-5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算§11-1蜗杆传动概述作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。通常蜗杆主动、蜗轮从动。∑＝90°组成：优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小、线接触可传动较大动力、机构易自锁。分度机构：i=1000,通常i=8~80缺点：磨损大，效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高蜗轮蜗杆类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动§11-2蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普

2、通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆阿基米德蜗杆最常用1.正确啮合条件中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。正确啮合条件是中间平面内参数分别相等：mt2=ma1=m，αt2=αa1=α，γ1=β2取标准值在中间平面内，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§11-3普通圆柱蜗杆传动的参数与尺寸αa=20°模数m取标准值，与齿轮模数系列不同。2.模数m和压力角α压力角：为了限制滚刀数目及便于滚刀标准化，规定d1只能取标准值。定义：s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。3.蜗杆的分度圆直径d14.蜗

3、杆头数z1通常取z1=12465.蜗杆的导程角γ将分度圆柱展开得＝z1pa1/πd1＝mz1/d1tanγ1=l/πd1＝z1/q蜗杆旋向：左旋、右旋(常用)6.传动比i和齿数比u传动比z1z2=—n2n1i=—若想得到大i,可取：z1=1，但传动效率低。对于大功率传动,可取：z1=2，或4。蜗轮齿数z2=iz1为避免根切，增大啮合区z2≥28一般情况z2≤80z2过大→→蜗杆长度↑→刚度、啮合精度↓结构尺寸↑=u齿数比7.蜗轮齿数z2a＝(d1+d2)/28.蜗杆传动的标准中心距＝m(q+z1)/2二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算由蜗杆传动的功率

4、，以及给定的传动比i,→z1→z2→强度计算求得m、d1→计算几何尺寸表11-3普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算名称计算公式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)da1=m(q+2)df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)材料蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高材料牌号选择高速重载

5、蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC)或40Cr、42SiMn、45(表面淬火45~55HRC)一般蜗杆：40、45钢调质处理(硬度为220~250HBS)蜗轮材料：vS＞12m/s时→ZCuSn10P1锡青铜制造vS＜12m/s时→ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜。vS≤6m/s时→ZCuAl10Fe3铝青铜。vS＜2m/s时→球墨铸铁、灰铸铁。§11-4普通蜗杆传动的承载能力计算一、蜗杆传动的常用材料蜗杆传动的特点是齿面相对滑动速度大，导致发热严重和磨损加剧。三、蜗杆传动的设计准则*蜗杆的刚度计算*蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计

6、算*蜗轮的齿面接触疲劳强度计算为了防止齿面过度磨损引起的失效，应进行*传动系统的热平衡计算为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行为了防止过热引起的失效，就要进行二、蜗杆传动的失效形式主要失效形式：胶合、点蚀、磨损。四、圆柱蜗杆传动的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1ω2法向力可分解为三个分力：圆周力Ft轴向力Fa径向力Fr且有如下关系：Ft1＝－Fa2Fr1＝－Fr2Fa1＝－Ft2＝2T1/d1＝2T2/d2＝Ft2tanα式中T1、T1分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。αω2用手势确定蜗轮的转向：因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一种实

7、用且简便的转向判别方法：蜗轮转向的确定蜗轮由蜗杆推动，所受切向力与速度方向一致，正确判别蜗轮的转向，对进行力分析至关重要。例：蜗杆传动受力方向的判定Fa1Fr1Fr2ω2T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa212pFt2Ft2Fa1五、圆柱蜗杆传动的强度计算校核公式：设计公式：式中K为载荷系数，取K＝KAKvKβZρ——接触线长度和曲率半径对接触强度的影响系数。[σH]——许用接触应力按下表选取，P253~256。(1)齿面接触疲劳强度(2)蜗轮齿根弯曲强度计算校核计算设计公式0.20.250.30.350.40.450.50.550.6d1/

8、a3.63.22.82.42.0影响系数Zρ圆弧圆柱蜗杆使用系数KA工作类型IIIIII载荷性质均匀、无冲击不均匀、小冲击不均匀、大冲击