机械设计蜗杆传动复习ppt课件.ppt

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1、蜗杆传动复习一、重点内容分析1、蜗杆传动的特点及应用蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。蜗杆传动是啮合传动，中间平面（通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面）上蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀。且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡等方面又独具特色。由于传动效率较低，故

2、不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。2、蜗杆传动的正确啮合条件mt2=ma1=m，αt2=αa1=α，γ1=β2（旋向相同）轴向压力角与法向压力角之间的关系：tgαa=tgαn/cosγZA蜗杆：αa=20°其它蜗杆：αn=20°3、蜗杆的分度圆直径d1切制蜗轮时用的是蜗轮滚刀，其齿形参数和直径尺寸等要求与该蜗轮配对啮合的蜗杆完全一致。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就需要有一种对应的蜗轮滚刀。为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把比值q=d1/m称为直径系数。4、蜗杆传动的受力分析

3、Ft1=Fa2Fr1=Fr2Fa1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2=Ft2tgα力的大小ω1ω112p12p右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的圆周速度v2的方向与拇指指向相同。用手势判断蜗轮的转向：左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。ω2ω2v2v2ar1r212pFa1Ft2Fr1Fr2T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa2ω2力的方向：尤其注意蜗杆所受轴向力方向是由螺旋线的旋向和蜗杆的转向来决定的。按右（左）手法则确定。蜗轮圆周力方向与其转动方向一致，且Ft2=-Fa1。蜗轮蜗杆所受径向力的方向指向各自的轴心。蜗杆圆周力方向

4、与其转动方向相反，且Ft1=-Fa2。5、蜗杆传动的失效形式、材料选用及强度计算特点（1）由于采用材料和蜗杆、蜗轮结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。又因啮合处的相对滑动速度大，所以其主要失效为表面失效，除点蚀外易产生胶合与磨损。因此，对于蜗杆传动中材料的组合，首先要求具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力，同时应具有一定的强度。通常蜗杆采用碳钢或合金钢，而蜗轮材料则视其传动中齿面相对滑动速度vs的高低而定。vs较高时，选用抗胶合能力强的锡青铜，较低时，选用价格较低的铝铁青铜或铸铁。（2）由于蜗

5、杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相似，目前尚缺乏对胶合和磨损的工程实用计算方法，通常仿效齿轮传动的方法进行条件性计算。又由于蜗杆传动的失效多发生在蜗轮上，所以只需进行蜗轮轮齿的强度计算，而对蜗杆必要时应进行刚度校核。一般情况下，蜗轮很少发生弯曲疲劳折断，因此，对于闭式蜗杆传动，仅按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而无需校核蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度。6、蜗杆传动变位的特点蜗杆传动的变位方法与齿轮传动变位相似，也是在切削时利用刀具相对蜗轮毛坯的径向位移来实现变位。但是在蜗杆传动中，由于蜗杆的齿廓形状和尺寸要与加工蜗轮的滚刀形状和尺寸相同，所以为

6、了保持刀具尺寸不变，只能对蜗轮进行变位。变位的目的：凑中心距，凑传动比。a′=a+x2mz2′=z2-2x27、蜗杆传动效率及热平衡计算闭式蜗杆传动的总效率η=η1η2η3，其中η1为考虑啮合摩擦损耗的效率，η2为考虑轴承摩擦损耗的效率，η3为考虑浸入油池中的零件搅油损耗的效率。一般η2η3=0.95～0.96。为提高效率，应增大导程角γ或采用多头蜗杆。蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大，为防止胶合，对连续工作的闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。为了保证油温稳定处于规定范围之内，单位时间内蜗杆传动的发热量Φ1应等同时间内的散热量Φ2，以达到

7、热平衡。保持工作温度所需散热面积：在既定工作条件下的油温：一般可限制油温：t0=60～70°C；最高不应超过80°C，若超过允许值，必须采取散热措施。二、难点内容分析1、圆弧齿圆柱蜗杆传动的齿形角α及齿廓圆弧半径ρρ对承载能力的影响很大，较小的ρ值对承载能力是有利的，但太小了会产生干涉现象。在标准中推荐齿形角，但考虑到蜗杆的加工、啮合时接触线的形状以及承载能力等，常取。2、蜗杆传动的热平衡计算在蜗杆传动中，因为有很大的滑动速度，摩擦损耗大（特别是轮齿的啮合摩擦损耗），所以传动效率低，工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，散

8、热能力差，所以在闭式传动中，所产生的热量不能及时散去，油温会急剧升高，这样就容易使齿面产生胶合。因此要进行热平衡计算。热平衡计算的基本原理是单位时间内产生的热量等于或小于同时间内