最新《机械设计》第十一章蜗杆传动课件课件ppt.ppt

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1、《机械设计》第十一章蜗杆传动课件蜗杆传动概述蜗杆传动是一种用于空间交错轴间的传动机构，两轴交错角可为任意值，常用的为90°。蜗杆传动概述蜗杆传动的主要特点有：1．传动比大，一般为i=5~80，大的可达成百上千；2．重合度大，传动平稳，噪声低；3．可以设计为具有自锁性；4．摩擦磨损问题突出，传动效率低。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　　锥面包络圆柱蜗杆蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆

2、传动锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动类型选择的原则：载荷较小、速度较低、精度要求不高或不太重要的传动，要求蜗杆加工简单时，可选用阿基米德圆柱蜗杆传动。要求自锁的低速轻载传动，可选用单头阿基米德圆柱蜗杆传动。重载、高速、要求效率高、精度高的重要传动，可选用圆弧圆柱蜗杆传动或包络环面蜗杆传动。要求效率高、蜗杆不磨削的大功率传动，可选用环面蜗杆传动。速度高、要求较精密、蜗杆头数较多的传动，且要求加工简单时，可选用渐开线圆柱蜗杆传动、锥面包络蜗杆传动或法向直廓蜗杆传动。普通蜗杆传动的承载能

3、力计算1普通蜗杆传动的承载能力计算一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料失效形式：齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合、过度磨损等，其中胶合与磨损失效最为常见。由于材料和结构上的原因，失效一般发生在蜗轮轮齿上。2、设计准则闭式传动多因齿面胶合或点蚀失效。通常先按齿面接触强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度；此外，还应做热平衡核算。开式传动多发生齿面磨损和轮齿折断，因此以保证齿根弯曲疲劳强度为主要设计准则。1、失效形式普通蜗杆传动的承载能力计算3、常用材料为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有色金属（铜合金

4、、铝合金）。高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或40、45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用40、45钢调质。蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰铸铁等。普通蜗杆传动的承载能力计算2普通蜗杆传动的承载能力计算二、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的受力分析相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向力Fr、圆周力Ft、轴向力Fa。蜗杆传动受力方向判断三、蜗杆传动强度计算四、蜗杆的刚度计算五、蜗杆传动的精度等级普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡1普通圆柱蜗杆传

5、动的效率、润滑及热平衡计算一、蜗杆传动的效率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：蜗杆头数　　　１　　　　２　　　　４　　　　６总效率　　0.70　0.80　　0.90　　0.95式中：g－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2二、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

6、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。常用润滑油一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润滑、喷油润滑等。若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。详细介绍润滑油量的选择既要考虑充分的润滑，又不致产生过大的搅油损耗。对于下置蜗杆或侧置蜗杆传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；当蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/3。普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡3三、蜗杆传动的热平衡计算由于传动效率较低，对于长期

7、运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。如果产生的热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润滑状态，从而导致系统进一步恶化。系统因摩擦功耗产生的热量为：自然冷却从箱壁散去的热量为：在热平衡条件下可得：可用于系统热平衡验算，一般to≤70~80℃可用于结构设计ad－箱体表面的散热系数，可取ad＝(8.15~17.45)W/(m2•℃)；S－箱体的可散热面积(m2)；t0－润滑油的工作温度(℃)；ta－环境温度(℃)。普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡4普通圆柱

8、蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计1圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计一、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。圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计2圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计二、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