机械设计第八章蜗杆传动ppt课件.ppt

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1、第八章蜗杆传动§8-1蜗杆传动的特点及类型蜗杆蜗杆传动由蜗轮组成。用于传递交错轴之间的运动和动力交错角常为90º蜗杆为主动件蜗杆可认为是只有一个齿的齿轮，但这个齿很长，被螺旋状地缠绕在一个圆柱上。圆弧面蜗杆锥蜗杆蜗杆传动的特点和应用一、特点传动比可以很大（i=8~80，若只传递运动，可达1000）结构紧凑传动平稳，噪声较小（同时啮合的齿数多）可使其具有自锁性（要求螺线升角＜当量摩擦角）优点传动效率较低（一般为0.7~0.8，因发热大，若有自锁性，则η<0.5)造价高（蜗轮常用青铜制）缺点二、分类阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）圆柱蜗

2、杆传动圆弧面（环面）蜗杆传动锥面蜗杆传动与车梯形螺纹类似应用最广，但易车难磨，不易得到较高精度。锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）便于磨削、精度较高，应用日渐广泛。润滑条件较好，效率高（可达0.9以上），承载能力高（比普通圆柱蜗杆高出0.5~1.5倍），体积小，质量小，结构紧凑，已广泛应用于冶金、化工、起重等需要大功率传动的机械设备中。制造较难。（ZC蜗杆）同时接触的点数较多，重合度大；传动比范围大（一般为10~360）；承载能力和效率较高；侧隙便于控制和调整；能做离合器使用；可节约有色金属；制造安装简单，工艺性好。但由于结构上的原因，传动具有不对称性，因而正反转时受力不同，承载能力和效率也不

3、同。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）端面齿廓为阿基米德螺线。2α=40°，可用车刀象车螺纹一样车削，但难磨削，不易得到较高精度。应使刀刃顶面通过蜗杆轴线。γ<3°时用单刀，γ>3°时用双刀。端面齿廓为渐开线。可用两把直线刀刃的车刀在车床上分别车出左右侧螺旋面，车削加工，刀刃顶面与基圆柱相切，两刀一高一低；也可用滚刀加工；还可在专用机床上磨削。制造精度较高，适用于功率较大的高速传动。端面齿廓为延伸渐开线（故又称延伸渐开线蜗杆），法面齿廓为直线。也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工，车刀刀刃放在蜗杆齿面的法向位置。较难磨削。锥面包络蜗杆(ZK蜗

4、杆)是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣床上铣削、在磨床上磨削。加工时，除工件作螺旋运动外，刀具同时绕其自身的轴线作回转运动，这时，铣刀（或砂轮）回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面。I-I和N-N截面都是曲线。这种蜗杆便于磨削，精度较高，应用日渐广泛。GB/T10085-98中推荐采用ZI和ZK蜗杆两种。§8-2普通圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸一、主要参数中间平面——通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。在中间平面上，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿轮与齿条的啮合。设计蜗杆传动时：其尺寸与参数均在中间平面内确定，且沿用齿轮传动的计算公式。1、模数m和压力角α正确啮合条件是蜗杆

5、轴向模数ma1=蜗轮端面模数mt2蜗杆轴向压力角αa1=蜗轮端面压力角αt2ZA蜗杆（阿基米德蜗杆）的αa1=20º其余蜗杆法向压力角αn为标准值20º轴向压力角αa和法向压力角αn的关系为：tgαa=tgαncosγ导程角2、蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2、传动比i头数多虽可提高效率，但加工精度越难保证。当传动比i>40或要求自锁时，取Z1=1。蜗杆头数Z1一般取为1、2、4。不少于26——避免根切蜗轮齿数宜不多于80——避免尺寸过大，蜗杆长度增加，降低刚度和啮合精度。传动比n1i=n2Z2Z1=3、蜗杆分度圆直径d1及直径系数qq=d1m为此，制订了蜗杆分度圆直径的标准系列规定：（d

6、1不仅和模数m有关，还随Z1/tgγ而变化：）tgγ=Z1md1q——蜗杆直径系数，已标准化。查表查表加工蜗轮一般用滚刀。滚刀的直径和齿形参数（如模数m、螺旋线数Z、导程角γ等）必须与相应的蜗杆相同。若蜗杆分度圆直径d1不作一些限制，则刀具品种和数量会很多。返回4、导程角γ（又称螺旋线升角）5、中心距atgγ=Z1md1=Z1qq越小γ越大传动效率越高γ的值常为3.5~27°。蜗杆分度圆上的导程角应等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角，且旋向也须相同。a=d1+d22=2m(q+Z)二、几何尺寸及计算下表中列出的只是一部分，详细尺寸计算公式见相关书籍和手册！§8-3蜗杆传动的失效形式

7、与强度计算一、失效形式一般蜗杆轮齿的强度高于蜗轮轮齿的强度。故：失效常发生于蜗轮轮齿上。主要失效形式有胶合点蚀磨损蜗轮齿圈是锡青铜制——蜗轮损坏形式主要是疲劳点蚀。蜗轮齿圈是无锡青铜或铸铁制——蜗轮损坏形式主要是胶合。二、计算准则目前对胶合与磨损尚缺乏成熟的计算方法，常参照圆柱齿轮传动的计算方法，计算齿面接触疲劳强度齿根弯曲疲劳强度齿面接触疲劳强度设计齿根弯曲疲劳强度校核对闭式蜗杆传动——常按对开式蜗杆传动——载荷变化较大，或Z2>90时，常只按齿根弯曲