机械设计基础第12章蜗杆传动ppt课件.ppt

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1、作业第12章蜗杆传动§12—1蜗杆传动的特点和类型§12—2主要参数和几何尺寸教学目标与教学重点§12—3失效形式、材料和结构§12—4蜗杆传动的受力分析§12—5蜗杆传动的强度计算§12—6效率、润滑和热平衡计算教学目标知道蜗杆传动的特点、类型与适用场合，蜗杆传动的失效形式，影响传动工作能力的主要因素；能够正确分析作用力（大小、方向），选材和确定蜗轮结构，正确设计蜗杆传动，正确选用润滑方式与润滑剂。重　　点蜗杆传动的传动的参数与尺寸，蜗杆传动的失效形式和材料选择，蜗杆传动的受力分析，蜗杆传动的强度计算，蜗杆

2、传动的热平衡计算。§12-1蜗杆传动特点和类型1．传动比大，一般为i=5~80，大的可达300以上；2．重合度大，传动平稳，噪声低；3．摩擦磨损问题突出，磨损是主要的失效形式；4．传动效率低，具有自锁性时，效率低于40%。一、蜗杆传动的主要特点：阿基米德蜗杆ZA渐开线蜗杆ZI圆柱蜗杆传动环面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详细内容二、蜗杆传动的主要类型：中间平面——通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。(相当于渐开线齿轮与直齿条的啮合)§12-2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸1、模数m和压力

3、角αZA：轴向压力角=20°ZI：法向压力角=20°一、圆柱蜗杆传动的主要参数蜗杆轴向模数蜗杆轴向压力角a－下标表示轴向参数t－下标表示端面参数蜗轮端面模数蜗轮端面压力角标准模数注意：（螺旋线方向相同）★蜗杆传动正确啮合条件γβ★蜗杆导程角γ与蜗轮螺旋角β之关系Σ=90°时：γ=β且旋向相同2、蜗杆的分度圆直径d1蜗轮加工:用与蜗杆尺寸相同的滚刀配对加工而成限制滚刀数目:国标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12-1q=d1/m3、导程角γ、蜗杆的直径系数q或d1=mqm一定:q↑→d1↑

4、→蜗杆刚度↑，故m较小时,q选大值又因q↓→γ↑→η↑，故在蜗杆刚度允许时,q选小值4、传动比i、蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2z2=27~80②i=n1/n2=z2/z1≠d2/d1③z2=iz1z2↓→传动平稳性↓z2↑→d2↑→啮合的蜗杆支承间距↑（z1与z2荐用值表12-2）而①z1↑→传动效率↑，但蜗杆头数过多时不易加工。通常z1=1、2、4、6→蜗杆刚度↓5、齿面间滑动速度vs滑动速度沿蜗杆螺旋线方向vs—对齿面失效、发热以及传动效率等都有很大影响三、尺寸计算标准中心距：标准传动：蜗杆节圆与分度圆重

5、合时的传动。表12-3其它尺寸：普通圆柱蜗杆传动与斜齿轮传动的区别：传动比i—齿轮传动蜗杆传动i=d2/d1i≠d2/d1m、α—法面为标准值中间平面为标准值β—β1=-β2γ=β,旋向相同d1—d1=mnz1/cosβd1=mq,且为标准值例1：在带传动和蜗杆传动组成的传动系统中，初步计算后取蜗杆模数m=4mm、头数z1=2、分度圆直径d1=40mm，蜗轮齿数z2=39，试计算蜗杆直径系数、导程角及蜗杆传动中心距。解(1)蜗杆直径系数q=d1/m=40/4=10(2)导程角：tanγ=z1/q=2/10=0

6、.2∴γ=11.3099°(11°18'36")(3)传动中心距a=0.5m(q1+z2)=0.5×4×(10+39)=98mm讨论①将蜗轮齿数改为z2=40，即中心距圆整为a=0.5×4×(10+40)=100mm。由此引起传动比的变化可在传动系统内部作适当调整。②若单件生产又允许采用非标准中心距，就取=98mm。③在不改变传动比的情况下，若想将中心距圆整为a=100mm——采用变位传动。即在切制蜗轮时将滚刀外移2mm，即滚刀与被切蜗轮的中心距98→100mm。§12-3蜗杆传动的失效形式、材料和结构一、主

7、要失效形式胶合磨损点蚀由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上。二、蜗杆传动的常用材料材料要求：不仅有足够的强度，减摩、耐磨和抗胶合能力良好。碳素钢—45号钢淬火或调质低速中轻载蜗杆合金钢—20Cr、20CrMnTi、40Cr高速重载铸锡青铜ZCuSn10P1—适合高速蜗轮铸铝青铜ZCuAI9Fe3—低速重载灰铸铁HT200—低速轻载减摩性好三、蜗杆传动的设计准则1、蜗杆的刚度计算闭式传动：按蜗轮轮齿的齿面接触疲劳强度设计计算，按齿根弯曲强度校核，并进行热平衡验算。2、蜗轮进行承载能力计算（注意：由于齿形

8、的原因，通常蜗轮轮齿的弯曲强度比接触强度大得多，所以只是在受强烈冲击、z2＞80时轮齿才发生弯断现象，校核弯曲强度才有意义。）开式传动：按保证齿根弯曲疲劳强度进行设计。1、蜗杆的结构蜗杆螺旋部分直径不大时：常和轴做成一个整体。蜗杆螺旋部分直径较大时：可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。虚拟现实中的蜗杆四