河南科技大学精品课程机械设计基础6.ppt

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1、第六章蜗杆传动§6-1蜗杆传动的特点和类型§6-2普通蜗杆传动的参数与尺寸§6-5普通蜗杆传动受力分析、设计准则及工作能力计算§6-3普通蜗杆传动的效率、润滑§6-4圆柱蜗杆和蜗轮的常用材料和结构设计2蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。蜗杆传动的特点和类型2．重合度大，传动平稳，噪声低；5．摩擦磨损问题突出，磨损是主要的失效形式；蜗轮轮缘常用贵重的减摩材料制造。4．传动效率低，具有自锁性时，效率低于40%。由于上述特点，蜗杆传动主要用于运动传递，而在动力传输中的应用受到限制。3.当1<v时，反行程自锁；1．传动比大，一般为i=8~8

2、0，大的可达300以上；一、特点3类型环面蜗杆传动圆柱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二、类型图11-2蜗杆传动的类型a)b）c）蜗杆传动的特点和类型4一、主要参数及选择蜗杆与蜗轮啮合时，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ma1=mt2=m，aa1=at2=2.蜗杆的分度圆直径d1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(表11-2）。直径d1与模数m的比值(q=d1／m)称为蜗杆的直径系数。普通蜗杆传动的参数与尺

3、寸模数m取标准值，但与齿轮模数系列不同。1.模数m和压力角a53.蜗杆的头数z1和蜗轮齿数z2普通蜗杆传动的参数与尺寸按传动比与效率要求选定z1，机构紧凑、加工方便；效率较低；z1，效率越高，加工困难。选取原则：i大，取z1小，（避免z2过大，蜗轮尺寸大）传递功率大，选大z1(避免发热、功率损失)z1=1、2、4、6z2=28~80（传动的平稳性、蜗杆刚度）蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值传动比i≈57~1514~3029~82蜗杆头数z16,4421蜗轮齿数z229~3229~6129~6129~826普通蜗杆传动的参数与尺寸4.导程角g

4、在m和d1为标准值时，z1↑→g↑5.传动比i6.中心距正确啮合时，蜗轮蜗杆螺旋线方向相同，且g1＝b2二、几何尺寸计算见表6-3。7普通蜗杆传动的效率、润滑一、蜗杆传动的效率h1─计及啮合摩擦损耗的效率；h2─计及轴承摩擦损耗的效率；h3─计及溅油损耗的效率。h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：式中：g－蜗杆的导程角；v－当量摩擦角，ρv=tan-1fv。φv，fv根据滑动速度vs查表11-18。一般取23=0.95～0.96。则8普通蜗杆传动的效率、润滑二、蜗杆传动的润滑1.润滑目的：减摩与散热。2.润滑方式当vs>10～15m

5、/s时，采用压力喷油润滑。当vs≤5～10m/s时，采用油池浸油润滑。上置蜗杆：不得已才采用；浸油深度可为蜗轮半径的1/6~1/3。下置蜗杆：一般浸油深度为蜗杆的一个齿高；但油面又不应超过滚动轴承最低滚动体的中心。喷油嘴宜放在啮入侧；蜗杆正反转时，两边都要装喷油嘴，而且要控制一定的油压。油泵冷却器9蜗杆传动的设计准则蜗杆的刚度计算──防止蜗杆刚度不足引起的失效。蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮的齿面接触疲劳强度计算——防止齿面过度磨损引起的失效。传动系统的热平衡计算──防止过热引起的失效。开式传动：多发生齿面磨损与断齿，应保证齿根弯曲疲劳强度。闭式

6、传动：多发生齿面胶合与点蚀，应按齿面接触疲劳强度进行设计，校核齿根弯曲疲劳强度。此外，由于散热较困难，还应作热平衡核算。圆柱蜗杆和蜗轮的常用材料和结构设计10蜗杆传动的常用材料对蜗杆副材料的要求：足够的强度，良好的磨合和耐磨性能。蜗轮铸锡青铜：耐磨性最好，但价格较高，用于vs3m/s的重要传动；铸铝青铜：耐磨性稍差，但价格便宜，用于vs<4m/s的传动；灰铸铁、球墨铸铁：用于vs<2m/s的传动。蜗杆高速重载、载荷变化时：低碳合金钢渗碳淬火；20Cr、20CrMnTi、12CrNi3A等；高速重载、载荷平稳时：中碳钢、中碳合金钢表面淬火；40C

7、r、45、40CrNi、42SiMn等；一般应用：40、45钢调质圆柱蜗杆和蜗轮的常用材料和结构设计11一、蜗杆的结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差。圆柱蜗杆和蜗轮的常用材料和结构设计12二、蜗轮的结构为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮配合式蜗轮拼铸

8、式蜗轮螺栓联接式蜗轮圆柱蜗杆和蜗轮的常用材料和结构设计13一、蜗杆传动的失效形式主要的失效形式：由于结构和材料上的原因，失效总是发生在蜗