蜗杆传动(第13章)资料.ppt

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1、1机械设计第13章蜗杆传动2§13.1蜗杆传动的特点和应用一.特点：1.传动比大：结构紧凑，动力传动i=7~80；2.传动平稳：连续的螺旋齿；逐渐进入啮合和退出，故冲击小、噪声低；3.可自锁：升角小于当量摩擦角时；4.传动效率低：滑动速度大，摩擦与磨损严重。但新型蜗杆的传动效率已可达90%以上。3§二。蜗杆传动的类型a）圆柱蜗杆传动b）环面蜗杆传动c）锥蜗杆传动41.普通圆柱蜗杆传动：根据蜗杆的不同齿廓形状及形成机理，可分为：阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）5阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）车削工艺好，精度低，中小载荷，使用逐渐减少中间平面齿廓为直线

2、6§法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）法面齿廓为直线7§渐开线蜗杆（ZI蜗杆）效率高；传递功率较大端面齿廓为渐开线8§13.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸在中间平面，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮和齿条的啮合，设计时以中间平面的参数为基准。一。蜗杆传动的主要参数1.模数m和压力角：在中间平面，即蜗杆轴平面与蜗轮中间平面的m和压力角相等且为标准值。§2.蜗杆分度圆直径d1直径系数q：93.蜗杆头数z1：常取1、2、4、6传动效率：估取0.7、0.8、0.9、0.95。蜗轮齿数z2：保证一定的重合度，传动平稳；保证抗弯强度、蜗杆的刚度。为什么对蜗杆头数和蜗轮齿数有限制？蜗杆头数少，能

3、得到大的传动比，但导程角小、效率低、发热量大，故载荷大且连续工作时不宜用单头蜗杆。如传动要自锁，应选单头。蜗杆头数多，效率高，但过多加工困难，所以要限制蜗杆头数不宜过多。从传动的平稳性考虑，蜗轮齿数少，同时啮合齿的对数少，传动的平稳性差。齿数愈多，蜗轮直径愈大，蜗杆愈长，蜗杆刚度愈小，所以蜗轮的齿数要限制。104.导程角：11（1）（2）蜗杆分度圆d1，导程角和直径系数q关系：从（1）、（2）知，当m一定时，q值增大，则d1变大，蜗杆的刚度及强度相应提高，因此当m较小时，q选较大值又因为在（2）式中，当q取小值时，γ增大，效率η随之提高，故在蜗杆轴刚度允许的情况下，应尽可能选

4、较小的q值。为了满足各种需要，对于同一m允许q值在一定范围内变动，以便选用不同的标准蜗杆直径。125.中心距a：反映功率大小6.传动比i：13§二。蜗轮的变位蜗杆传动变位的特点：为了保持刀具尺寸不变，不能改变蜗杆的尺寸，因而只对蜗轮进行变位。（1）改变中心距：（2）中心距不变，则蜗轮齿数：14§7.3蜗杆传动的失效形式及常用材料1.失效形式：失效经常发生在蜗轮的轮齿上；滑动速度VS大，发热量大，更易胶合和磨损。2.设计准则：同齿轮传动；必要时核算热平衡。3.材料的基本要求：足够的强度、减摩、耐磨和抗胶合性蜗杆20Cr渗碳淬火；40Cr、35CrMo淬火；45调质蜗轮ZCuSn10

5、P1ZCuAl10Fe3HT200VS3重要传动VS4m/sVS2m/s耐磨性好、抗胶合价格便宜经济、低速15按蜗轮的齿面接触疲劳强度进行计算；之后校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度，并进行热平衡计算。2.设计准则闭式传动：开式传动：通常只计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度。16§7.4蜗杆传动的受力分析和效率计算一、蜗杆传动的受力分析17FnFrFaFtF′F′18圆柱蜗杆传动19练习右旋求蜗杆的旋向？Fx1求蜗杆的转向？练习20二、蜗杆传动的载荷系数载荷系数K=KAKKv使用系数KA齿向载荷分配系数K=1~~1.3~~1.6（载荷平稳、变化、振动、冲击）动载系数Kv=1.0~1.1

6、（v23m/s）；1.1~1.2（v23m/s）。21润滑、散热不良时：易产生磨损、胶合；充分润滑时：有利于油膜的形成，滑动速度越大，摩擦系数越小，提高了传动效率。v1v2vS三、蜗杆传动的相对滑动速度相对滑动速度很大产生的利弊：22四、蜗杆传动的效率23z---接触系数图13.12,接触线长度和曲率半径的影响zE---弹性影响系数，表13.12,（钢对青铜或铸铁zE=160）取标准值m、d1、q、§7.5圆柱蜗杆传动的设计计算一.齿面接触疲劳强度计算24二.蜗轮的许用接触应力锡青铜：主要为接触疲劳失效，与应力循环次数N有关灰铸铁及铝铁青铜：主要取决于胶合失效，与滑动速度v

7、s有关25§三、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算26四。蜗杆的刚度计算27五。蜗杆传动的散热计算(热平衡计算)1.热平衡计算的目的2.热平衡计算的方法工作温度tI60~70°C28热平衡计算1即（a－传动的中心距）有散热片时：油的温升：＜55～70℃h－表面传热系数，一般取h＝(12~18)W/(m2•℃)；A－箱体的散热面积(m2)，可按下式近似计算，t1－润滑油的工作温度(℃)；通常取t1＝20℃式中：P1－传动的输入功率（kW)；t0－环境温度(℃)。摩擦产生的热量散发的热量29为