《机械设计基础》第7章 蜗杆传动.ppt

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1、第7章蜗杆传动教学内容重点和难点第七章　蜗杆传动(4学时)蜗杆传动蜗杆传动的类型、特点和应用；蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算；蜗杆传动的失效形式、材料选择和结构；蜗杆传动的受力分析、强度计算；蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。教学内容:第七章蜗杆传动蜗杆传动类型和应用。蜗杆、蜗轮常用材料及选择。蜗杆传动的失效形式、设计准则。掌握蜗杆传动的受力分析。蜗杆传动的强度计算及热平衡计算。重点和难点:第七章蜗杆传动蜗杆传动（动画和影片）主要由蜗杆和蜗轮组成。图7-1一般蜗杆为主动件，用于传递交错轴间的回转运动和动力，交错角90°。图7-

2、2蜗杆形似螺杆，有左旋和右旋（一般）之分。图７-３蜗杆导程角γ和蜗轮螺旋角β2必须相等。蜗杆传动的类型蜗杆传动的特点蜗杆传动的应用§7-1蜗杆传动的类型和特点第七章蜗杆传动第七章蜗杆传动圆柱蜗杆传动（图7-3a）普通圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）（图7-4）蜗杆在垂直于蜗杆轴线的平面(即端面)上，齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓(即辅向齿廓)为直线。其齿形角α0=20°。如同车削梯形螺纹，刀具切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。磨削困难；导程角γ较大时加工不便。渐开线蜗杆（ZI蜗杆）(图7—5)端面齿廓为渐开线所

3、以它相当于一个少齿数(齿数等于蜗杆头数)、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。两把直线刀刃的车刀在车床上加工。在专用机床上磨削。适用于大功率和高速。法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）圆弧圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动（图7-3b）锥蜗杆传动（图7-3c）蜗杆传动的类型第七章蜗杆传动左、右手定则第七章蜗杆传动圆柱蜗杆图7-3a蜗杆传动的类型第七章蜗杆传动图7-3b蜗杆传动的类型图7-3c蜗杆传动的类型图7-4阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）图7—5渐开线蜗杆（ZI蜗杆）具有结构紧凑传动比大(传递动力时i=10～80，分度传动时i可达100

4、0)；传动平稳以及在一定条件下(蜗杆导程角小于齿面间的当量摩擦角时)，可以实现自锁；其不足之处是传动效率低；常需耗用有色金属；蜗杆传动通常用于减速装置，但也有个别机器用作增速装置。蜗杆传动的特点第七章蜗杆传动概念（图7-6）连心线：蜗杆轴线与蜗轮轴线的公垂线。中间平面：圆柱蜗杆轴线和连心线构成的平面。所以中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条（直线）的啮合规定：设计计算以中间平面参数及其几何尺寸关系为准。主要参数1.模数m和压力角α；2.传动比i，蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2；3.蜗杆导程角γ；4.蜗杆分度圆直径d1和蜗

5、杆直径系数q；5.中心距a。几何尺寸§7-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸第七章蜗杆传动图7-6主要参数和几何尺寸蜗杆的轴向齿距Px=πmx1，与蜗轮端面分度圆齿距Pt=πmt2相等。即：m=mx1=mt2蜗杆轴向压力角αx1等于蜗轮端面压力角αt2，均为标准值（表7-1）。即：α=αx1=αt2阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件为：1.模数m和压力角α传动比i蜗杆头数（即螺旋线数目）通常为：1,2,4,6蜗轮齿数z2=iz1，传递动力时保证平稳性z2≥28，通常z2=32～63，过大蜗杆跨度增大，刚度减小，啮合精度降低，一般z2≤1

6、00。参照表7-2选取。i=ω1ω2=n1n2=z1z2n1,n2----蜗杆、蜗轮的转速，r/min2.传动比i，蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2按照螺纹形成原理（图7-7）：导程大，传动效率高；导程小传动效率低。传递动力，要求效率高时，常取γ=15°～30°,采用多头蜗杆。要求具有反向传动自锁性能时，常取γ≤3°30’的单头蜗杆。tanγ=z1px1z1mπd1d1=3.蜗杆导程角γ第七章蜗杆传动蜗杆直径系数qtanγ=z1/qd1=qmq是d1与m的比值，不一定是整数。m一定时，q越小（或d1越小）导程角γ越大，传动效率越高，

7、但蜗杆的强度和刚度降低。设计蜗杆传动，在刚度准许的情况下，要求传动效率高时q选小值；要求强度和刚度大时q选大值。4.蜗杆分度圆直径d1和直径系数qq=d1/m加工蜗轮时，为了保证蜗杆传动的线接触，必须采用与其相啮合的蜗杆尺寸相同的滚刀(与蜗杆的差别是滚刀的外径略大，以便切出径向间隙)。滚刀分度圆直径dl不仅与模数m有关，而且与头数z1和导程角γ有关。加工同一模数的蜗轮，要求准备多把蜗轮滚刀，这给刀具的制造带来困难，也不经济。为了限制蜗轮滚刀数量，规定蜗杆分度圆直径d1为标准值，查表7—1，即对应于每一标准模数m，规定了一定数量的

8、蜗杆分度圆直径d1，并把d1与m的比值称为蜗杆直径系数q。蜗杆直径系数qa=2d1+d2=m2(q+z2)标准蜗杆传动其中心距计算公式：5.中心距a。设计蜗杆传动时，一般是先根据传动的功能和传动比的要求，选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2；再根据强度计算模数m和蜗杆