机械设计基础 教学课件 作者 王凤良第十一章蜗杆传动和齿轮系.ppt

《机械设计基础 教学课件 作者 王凤良第十一章蜗杆传动和齿轮系.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§11.1蜗杆传动概述§11.2普通蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算§11.3蜗杆传动的设计§11.4普通蜗杆传动的强度计算§11.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算§11.6蜗杆和蜗轮的结构§11.7齿轮系§11.8减速器简介§11.9几种传动形式的比较第11章蜗杆传动和齿轮系§11.1蜗杆传动概述蜗杆传动广泛应用于各种机械设备和仪表中，常用于减速且蜗杆为主动件，轴交角为90°的场合。11.1.1蜗杆传动的组成蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用于传递空间两交错轴间的运动和动力。§11.1蜗杆传动概述其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加

2、工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。阿基米德蜗杆（ZA型）渐开线蜗杆（ZI型）法向直廓蜗杆（ZN型）锥面包络圆柱蜗杆（ZK型）圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；11.1.2蜗杆传动的类型及应用场合同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。§11.1蜗杆传动概述1、普通圆柱蜗杆传动根据蜗杆齿廓形状，圆柱蜗杆传动又可分为：1

3、）阿基米德圆柱蜗杆（ZA）型：蜗杆传动的特点这种蜗杆，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（图阿基米德蜗杆），在包含轴线的平面上的齿廓（即轴向齿廓）为直线，其齿形角α0=20°。它可在车床上用直线刀刃的单刀（当导程角γ≤3°时）或双刀（当γ>3°时）车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线，如图阿基米德蜗杆所示。这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不便。§11.1蜗杆传动概述2）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）这种蜗杆的端面齿廓为渐开线，所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。ZI蜗杆可用两把直线刀刃的车刀在车床

4、上车削加工。刀刃顶面应与基圆柱相切，其中一把刀具高于蜗杆轴线，另一把刀具则低于蜗杆轴线，如图；渐开线蜗杆所示。刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。这种蜗杆可以在专用机床上磨削。§11.1蜗杆传动概述2.环面蜗杆传动环面蜗杆传动如图所示。蜗杆螺纹段的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面。该传动同时啮合的齿对数增多，承载能力为普通圆柱蜗杆的2～4倍，齿间润滑油膜易形成和保持，效率高，体积小，寿命长，但制造、安装复杂。§11.1蜗杆传动概述3.锥蜗杆传动如图所示，蜗杆为一等导程的锥形螺纹，故称锥蜗杆。涡轮像一个曲线齿圆锥齿轮，故称锥轮。他们的轴线在空间交错，交错角通

5、常为90°。锥蜗杆传动的特点是：啮合齿数多，重合度大，故传动平稳，承载能力高，涡轮能用淬火钢制造，可节省有色金属。§11.1蜗杆传动概述11.1.3蜗杆传动的特点1）蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大i=10～1000。2)传动平稳、噪声小。3)可制成具有自锁性的蜗杆。4)蜗杆传动的主要缺点是效率较低，η=0.7～0.9。蜗轮的造价较高。5）蜗杆材料贵青铜合金6)不能实现互换§11.1蜗杆传动概述11.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算中间平面：包含蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为中间平面。在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。在蜗

6、杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准。1.模数m和压力角α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mα1=mt2=maα1=at2=α=20°式中m、α为标准值。ZA型蜗杆αa=20°，ZI、ZN型蜗杆的法向压力角αn=20°。11.2.1蜗杆传动的主要参数及其选择11.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算2.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，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的比值称为

7、蜗杆的直径系数。当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，对于小模数蜗杆，规定了较大的q值，以保证蜗杆有足够的刚度。蜗杆主要参数常用值及其匹配表３蜗杆螺旋线升角λ由右图得:L=z1Pa1=z1πmtanλ=S/πd1=z1Pa/πd1=z1πm/πd1=z1m/d1=z1/q或d1=z1m/tanλ在m和d1为标准值时，z1↑→λ↑11.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算λ式中说明线数ｚ1较多时，升角λ较大，此时效率较高。若λ小于摩擦角，则蜗轮主动时不能推动蜗杆，即蜗杆传动能够自锁。11.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计