机械设计基础 第四版 8.ppt

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1、第8章　蜗杆传动学习导航知识目标：能力目标：了解蜗杆传动的类型、特点及应用场合。掌握蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算。掌握蜗杆传动的受力分析方法。熟悉蜗杆传动的设计方法和步骤。了解解决蜗杆传动机构的热平衡问题。能够分析蜗杆传动的受力情况。能够判断蜗杆蜗轮的转动方向。会设计蜗杆传动机构。第8章　蜗杆传动8.1蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸8.2蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料8.3蜗杆传动的受力分析及强度计算8.4蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算8.5蜗杆和蜗轮的结构8.6蜗杆传动的安装与维护8

2、.1蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸8.1.1蜗杆传动的类型和特点8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸学习要点掌握蜗杆传动的类型、特点、基本参数及正确啮合条件。掌握蜗杆直径系数的概念及几何尺寸计算。8.1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，如图所示。它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°。蜗杆传动一般用做减速传动，广泛应用于各种机械设备和仪表中。蜗杆传动动画8.1.1蜗杆传动的类型和特点按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动(a)所示、圆弧面蜗杆传动(

3、b)所示和锥面蜗杆传动(c)所示。蜗杆传动的类型8.1.1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。8.1.1蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动特点:(1)传动比大，结构紧凑。单级蜗杆传动比i=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

4、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。(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有色金属制造，因此造价较高。8.1.2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

5、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，该平面内的参数为标准值。阿基米德蜗杆传动8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的主要参数及其选择1(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。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

6、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。8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的主要参数及其选择1(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

7、的端面模数mt2和端面压力角αt2相等，且为标准值。8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的主要参数及其选择1(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蜗杆分度圆柱展开图8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的主要参数及其选择1(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

8、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8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的几何尺寸计算2蜗轮的分度圆直径为蜗轮传动的标准中心距为8.1.2蜗杆传动的基本参数和尺寸蜗杆传动的几何尺寸计算28.2蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料8.2.1蜗杆传动的失效形式和设计准则8.2.2蜗杆传动的常用材料