机械设计基础 第2版 教学课件 作者 陈庭吉 第六章　蜗 杆 传 动.ppt

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1、机械设计基础第六章　蜗杆传动第六章　蜗杆传动第一节　概　　述第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸第三节　蜗杆传动的失效形式、材料及结构第四节　蜗杆传动的强度计算第五节　蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第一节　概　　述一、蜗杆传动的类型蜗杆传动主要由蜗杆、蜗轮组成，用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，如图6⁃1所示。通常两轴交错角为90°，蜗杆为主动件，蜗轮是从动件。图6-1　蜗杆传动第一节　概　　述图6-2　蜗杆传动的类型(1)阿基米德蜗杆(ZA型，如图6-3所示)这种蜗杆的齿面为阿基米德螺旋面，其端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴向齿廓为直线，压

2、力角α=20°。第一节　概　　述(2)渐开线蜗杆(ZI型，如图6-4所示)　此种蜗杆的齿面为渐开线螺旋面，端面齿廓为渐开线，所以，它相当于一个齿数等于蜗杆头数的大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。图6-3　阿基米德蜗杆第一节　概　　述二、蜗杆传动的特点及应用蜗杆传动与齿轮传动相比，有如下特点：(1)传动比大　单级传动比在传递动力时，i=5~80，常用的为i=15~50；分度传动时传动比可达1000，因而结构紧凑。(2)传动平稳　由于蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮逐渐进入和退出啮合，同时啮合的齿数较多，故传动平稳，噪声小。(3)具有自锁性　当蜗杆的导程角小

3、于轮齿间的当量摩擦角时，可实现自锁。第一节　概　　述(4)传动效率低　蜗杆传动由于齿面间相对滑动速度大，齿面摩擦严重，故在制造精度和传动比相同的条件下，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，故不适于传递大功率。(5)制造成本高　为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮齿圈常用贵重的铜合金制造，因此成本较高。第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸图6-5　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸一、主要参数第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸1.模数m和压力角α表6-1　蜗杆模数m值(GB/T10088—1988)2.传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2表6-2　蜗杆头数、蜗

4、轮齿数的推荐值1)从制造方面看，蜗杆头数越多，加工精度要求也越高。2)从提高效率方面看，蜗杆头数越多，效率越高，但若要求自锁，应选单头蜗杆。第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸图6-6　蜗杆导程角第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸3)从提高传动比方面看，应选较少的头数，换言之，当传动比一定，z1小，则z2也小，结构紧凑，因此，在选择z1、z2时要全面分析上述因素。3.蜗杆导程角γ4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸表6-3　普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺

5、寸表6-3　普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸表6-3　普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2.括号中的参数不适用于蜗杆头数z1=6时。3.本表摘自GB／T10085—1988。5.中心距a6.蜗杆传动变位简介二、蜗杆传动的几何尺寸标准圆柱蜗杆传动的几何尺寸如图6⁃5所示，计算公式见表6⁃4。三、蜗杆传动的标记方法蜗杆的标记内容包括：蜗杆的类型（ZA、ZI、ZN、ZK）、模数m、分度圆直径d1、螺旋方向（右旋R、左旋L）、头数z1、压力角度数（20°时

6、不标）。第二节　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸表6-4　普通圆柱蜗杆传动主要几何尺寸计算公式解　蜗杆的标记：蜗杆ZI8×80R2×15°第三节　蜗杆传动的失效形式、材料及结构解　蜗杆的标记：蜗杆ZI8×80R2×15°一、蜗杆传动的失效形式及设计准则1.相对滑动速度2.主要失效形式图6-7　蜗杆传动的相对滑动速度第三节　蜗杆传动的失效形式、材料及结构3.计算准则二、蜗杆和蜗轮常用材料针对蜗杆传动的失效形式，要求蜗杆和蜗轮的材料不仅要具有足够的强度，更重要的是要有良好的耐磨性、减摩性和抗胶合能力，因此，蜗杆传动常采用青铜齿圈（低速时可用铸铁）与淬硬

7、的钢制蜗杆相匹配。三、蜗杆和蜗轮的结构蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴，如图6⁃8所示。按蜗杆的螺旋部分加工方法的不同，可分为车制蜗杆和铣制蜗杆。车制蜗杆，螺旋部分两端有退刀槽；铣制蜗杆，在轴上直接铣出螺旋部分，无退刀槽，因而蜗杆轴的刚性比车制的好。第三节　蜗杆传动的失效形式、材料及结构图6-8　蜗杆的结构形式a)铣制蜗杆　b)车制蜗杆(1)齿圈压配式(见图6-9a)　这种结构由青铜齿圈及铸铁或铸钢轮心组成，蜗轮的齿圈通过过盈配合方式装在轮上，常用的配合为H7／r6，并加装4～8个紧定螺钉，以增强联接的可靠性。第三节　蜗杆传动的失效形式、材料及

8、结构(2)螺栓联接式(见图6-9b)　齿圈与轮心用普通螺栓或铰制孔螺栓联接，由于装拆方便，常用于蜗轮直径较大或磨损后需要更换蜗轮齿圈的场合。(3)整体