机械设计基础 教学课件 作者 王宪伦苏德胜 主编 第九章 蜗杆传动.pptVIP

尚辅网 尚辅网 二、蜗杆传动的类型 按蜗杆整体形状分： 圆柱蜗杆 环面蜗杆 啮合特点 从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动 从主平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形，啮合传动类似于齿轮齿条运动 1 模数 从主平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形 啮合传动类似于齿轮齿条运动 2 压力角 3 导程角 蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角 根据正确啮合条件， ? 1= ?2（蜗轮的螺旋角） 4 分度圆直径 一、失效形式及设计准则 1 失效形式 失效：胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿 由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上 2 设计准则——主要考虑蜗轮 开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断 ? 保证齿根疲劳强度 闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀 ? 按齿面接触疲劳强度设计，齿根疲劳强度校核 另外，还应作热平衡计算 材料要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度 一、蜗杆的材料 高的强度、刚度及光洁度 碳 钢 — 45号钢 调质或淬火 合金钢 — 20Cr、20CrMnTi(渗碳淬火)、40Cr (表面淬火) 二、蜗轮的材料 减摩、抗胶合、抗点蚀 铸锡青铜 ZCuSn10Pb1 — 适合高速 铸铝青铜 ZCuAl 9Fe3 — 低速重载 灰铸铁 HT200 — 低速轻载 2 受力分析 受力分析类似斜齿传动 蜗杆、蜗轮旋向相同 蜗杆三个分力：Fr1, Ft1, Fa1 蜗轮三个分力：Fr2, Ft2, Fa2 作用力的大小： 二、轮齿表面的接触强度计算 特点： 强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因） 中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，蜗轮类似于斜齿轮 蜗轮轮齿的强度计算与斜齿轮相似 校核公式： 设计公式： 9-5效率、润滑和热平衡计算 热平衡时，单位时间内：发热量 = 散热量 单位时间内的发热量(由于摩擦损耗引起)： Q1=1000P1(1-h) 单位时间内的散热量： Q2=KA(t1-t2) Q1=Q2，则温升 提高散热能力方法 增大散热面积； 提高散热系数：在蜗杆轴端加装风扇 箱内装冷却水管 9-6蜗杆和蜗轮的结构 通常为整体式——蜗杆轴 涡轮通常为组合式 * 尚辅网 第九章 蜗杆传动 蜗杆 蜗轮 化学工业出版社 尚辅网 9-1 蜗杆传动的概述 2 特点 传动比大：一般传动 i=7~80; 分度机构可达1000 结构紧凑 传动平稳，噪声小 效率低 成本高 1 组成和应用 蜗杆主动，蜗轮被动 通常二轴交角?＝90° 一、蜗杆传动的特点和及应用 尚辅网 尚辅网 d1 B p da2 a 2? ? da2 d2 df 2 L df1 da1 ha hf h 9-2 基本参数和几何尺寸计算 尚辅网 ma1 = mt2=m d1 p 一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 尚辅网 GB/T 10088-88规定： 阿基米德蜗杆：a=20° 动力传动： a=25° 分度传动：a=12°、15° d1 B p 2? ? 蜗杆轴面的压力角 应该等于蜗轮端面压力角 尚辅网 p z1p ? z1p ?d1 尚辅网 ● 蜗杆直径系数 q 及分度圆直径d1 d1 — 标准系列值 限制蜗轮滚刀数量，便于刀具标准化 蜗杆直径系数：q = d1 / m → d1 = m q q与导程角γ之关系： 尚辅网 5. 传动比 i 和齿数比 u 传动比 : z1 z2 = --- n2 n1 i = --- 若想得到大 i , 可取： z1=1，但传动效率低。 对于大功率传动 , 可取： z1=2，或 4。 蜗轮齿数： z2= i z1 为避免根切： z2≥ 26 一般情况： z2≤ 80 z2过大 → → 蜗杆长度↑ → 刚度、啮合精度↓ 结构尺寸↑ = u ----齿数比 6. 蜗轮齿数z2 表11-2 蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值 传动比i ≈ 5 7~15 14~30 29~82 蜗杆头数z1 6 4 2 1 蜗轮齿数z2 29~31 29~61 29~61 29~82 a =(d1 +d1 )/2 7. 蜗杆传动的标准中心距 = m(q+ z1) /2 尚辅网 二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算 由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1 → z2 →计算求得 m、d1 →计算几何尺寸 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 名