江苏大学机械原理及设计第十三章 蜗杆传动ppt课件.ppt

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1、Monday,October04,2021机械原理及设计（Ⅱ）第十一章蜗杆传动第十一章蜗杆传动§11-1　蜗杆传动的特点§11-2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算§11-4　普通圆柱蜗杆传动承载能力计算§11-3蜗杆传动的失效形式和材料选择§11-5普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算§11-6　蜗杆、蜗轮的结构设计一．工作特点1．传动比大，结构紧凑（i=5~80　最大i=1000）2．传动平稳，噪音小3．反行程易自锁：≤v4．效率低，发热量大，选减摩材料二．蜗杆传动类型2．环面蜗杆传动1．圆柱蜗杆传动（1）普通圆柱蜗杆传动（2）圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)§1

2、1-1　蜗杆传动的特点★主要是刀具的加工时的位置、装夹角度、刀具形状、刀具的种类等不同而形成了不同类型的蜗杆传动。3．锥蜗杆传动（略）a．阿基米德蜗杆(ZA)最常用蜗杆齿廓横截面：阿基米德螺旋线纵截面：直齿齿条蜗轮齿廓中间截面：渐开线中间平面，蜗杆传动如同直齿齿条与渐开线齿轮啮合（1）普通圆柱蜗杆传动1．圆柱蜗杆传动结论b．法向直廓蜗杆(ZN)蜗杆齿廓横截面：延伸渐开线法截面：直廓Nc．渐开线蜗杆(ZI)蜗杆齿廓：横截面：渐开线β=8o~45od．锥面包络圆柱蜗杆(ZK)（2）圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)中间平面中蜗杆齿廓：凹圆弧蜗轮齿廓：凸圆弧2．环面蜗杆传动中间平面中：蜗杆

3、、蜗轮为直线齿廓一．主要参数1．模数m和压力角α：ma1=mt2=m(标准值)αa1=αt2=α(标准值20o)§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和直径系数qd1=mq直径系数模数分度圆直径注意：d1≠mz13．蜗杆导程角γ引入直径系数q的目的？限制滚刀数目及便于滚刀的标准化。问题分析：z1↑(q↓)→γ↑→η↑旋向相同：蜗杆　左(右)蜗轮左(右)γ=γ4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2z1少→i增加z1多→①η增加②加工困难一般　z1=1,2,4,6z2少→产生根切　∴z2≥17→传动平稳性不佳　∴z2≥28z2多→d2(=mz2)增

4、加→蜗杆跨距增加→刚度降低　∴z2≤80∴28≤z2≤80分析1分析2d2大d2小5．传动比i和齿数比u蜗杆主动蜗轮主动注意6．中心距a7．变位系数x变位目的配凑中心距配凑传动比提高传动能力或效率变位特点蜗杆尺寸不变，只对蜗轮变位原因避免滚刀尺寸变化注意变位前变位后变位后蜗轮的分度圆与节圆仍旧重合d2=d’2=m*z2或d2=d’2=m*z’2，但蜗杆在中间平面上的节线有所改变，不再与分度线重合d’1=m*（q+2x2）（及当x2≠0时d1≠d’1）。(1)若凑中心距：变位前后齿数不变，即(2)若凑传动比：变位前后中心距不变，即二．几何尺寸计算(见课本p254表11-3）具

5、体见P242表11-2蜗杆基本参数及蜗轮参数匹配一．失效形式和设计准则●失效形式：齿面点蚀，轮齿折断，齿面胶合，齿面磨损★滑动速度vs§11-3蜗杆传动的失效形式和材料选择●设计准则开式闭式●热平衡计算（由于闭式蜗杆传动散热较难，温度升高，易导致胶合）●蜗杆轴刚度计算（由于蜗杆受力变形，影响轮齿正确啮合）由于蜗杆与蜗轮间有较大的相对滑动，滑动速度较大，润滑、散热不良时，温升较高，从而增加了胶合与磨损的可能性，蜗杆传动的承载能力往往受到抗胶合能力的限制。要进行热平衡计算。但充分润滑时：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。二．材料选择对材料的要求：足够

6、强度，良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性●蜗杆碳钢　如：4045合金钢　如：40Cr　20Cr　20CrMnTi●蜗轮较软（多选青铜）进行时效处理vs≥3m/s重要场合：铸锡青铜　如：ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5vs≤4m/s较重要场合：铝铁青铜　如：ZCuAl10Fe3vs<2m/s一般场合：灰铸铁　　如：HT200☆对蜗杆要进行必要的合理的热处理措施，以提高其耐磨性及抗胶合的能力。☆由于蜗杆轮齿的强度高于蜗轮轮齿的强度，失效经常发生在蜗轮轮齿上，一般只对蜗轮轮齿进行承载能力计算。一．受力分析（不计入摩擦力）§11-4　普通圆柱蜗杆传动承载能力计算η如何确定？（

7、后面讲）1·力的大小注意FnFrF'FtFa问题①判断轴向力时：左右手法则只适用于主动件。②判断蜗轮转向时，先判断蜗杆的轴向力Fa1，然后确定蜗轮的圆周力Ft2，Fa1=－Ft2，蜗轮转向与Ft2方向相同。FtFr同直齿轮Fa主动轮Fa1左右手法则从动轮Fa22·力的方向注意③作用力与反作用力的关系：已知：蜗杆右旋及转向ω1，蜗杆主动要求：确定蜗轮旋向，转向及各分力方向例题ω1ω2Fr1Fr2Fa1Ft2Ft1Fa2ω1Ft1Fa2二．强度计算1．蜗轮齿面接触疲劳强度计算式中2．蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算式中为什