最新蜗轮和蜗杆设计详解ppt课件.ppt

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1、蜗轮和蜗杆设计详解11.1蜗杆传动的类型和特点其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。阿基米德蜗杆　　渐开线蜗杆法向直廓蜗杆　　锥面包络圆柱蜗杆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其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；11.1.1蜗杆传动的类型同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。11.1蜗杆传动的

2、类型和特点11.1.2蜗轮传动的特点蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。传动平稳、噪声小。可制成具有自锁性的蜗杆。蜗杆传动的主要缺点是效率较低。蜗轮的造价较高。11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q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。直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数。当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，对于小模数蜗杆，规定了较大的q值，以保证蜗杆有足够的刚度。11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺

3、寸计算5.中心距11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算11.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算标准中心距径向间隙蜗轮螺旋角蜗杆导程角齿根圆直径齿顶圆直径齿根高齿顶高分度圆直径蜗轮蜗杆计算公式符号名称11.3蜗杆传动的失效形式和计算准则11.3.1蜗杆传动的失效形式1.齿面见相对滑动速度v；蜗杆传动的主要问题是摩擦磨损严重，这是设计中要解决的主要问题。蜗轮磨损、系统过热、蜗杆刚度不足是主要的失效形式。2.齿轮的失效形式；11.3蜗杆传动的失效形式和计算准则11.3.2蜗杆传动的计算准则对于闭式蜗轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度。对于开式蜗轮传动，或

4、传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数z2大于90时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效率低，对闭式蜗杆传动还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。11.4蜗杆传动的材料和结构11.4.1蜗杆传动的材料为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有色金属（铜合金、铝合金）。高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。11.4蜗杆传动的材料和结构11.4.2蜗杆、蜗轮的结构1.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

5、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。2.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：11.4蜗杆传动的材料和结构整体式蜗轮齿圈式蜗轮镶铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮观看涡轮照片11.5蜗杆传动的强度计算普通蜗杆传动的承载能力计算211.5.1蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载荷F

6、t、轴向载荷Fa。蜗杆传动受力方向判断在不计摩擦力时，有以下关系：11.5蜗杆传动的强度计算11.5.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度的校核公式为：适用于钢制蜗杆对青铜或铸铁蜗轮涡轮齿面接触疲劳强度的设计公式为11.5蜗杆传动的强度计算11.5.3蜗轮齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算涡轮齿根弯曲强度的校核公式为：设计公式为：11.5蜗杆传动的强度计算11.5.4蜗杆材料的许用应力1.蜗轮材料的许用应力[sH]蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]11.6蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算11.6.1蜗杆传动效率

7、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：所以Z1↑→γ↑→η↑效率与蜗杆头数的大致关系为：闭式传动Z1１　　　　２　　　４总效率η0.7~0.750.75~0.82　　0.82~0.92式中：l－蜗杆的导程角；v－当量摩擦角。普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡211.6.2蜗杆传动的润滑润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。润滑油润滑油粘度及给油方式润滑油量润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。一般根据相对