第九章-蜗杆传动 2课件.pptVIP

思考与练习 * 机械设计 （9） 思考与练习 蜗杆传动的运动分析和受力分析 蜗杆传动的基本参数和尺寸计算 第九章 蜗杆传动 蜗杆传动的设计计算 概 述 蜗杆传动的效率和热平衡计算 蜗杆蜗轮的结构 §9.1 概 述 蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为90°。传动中一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。 一、蜗杆传动的组成 二、蜗杆传动的特点 1．传动比大，一般 i =10~80，最大可达1000； 2．重合度大，传动平稳，噪声低； 4． 蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低； 主要用于中小功率，间断工作的场合。 广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。 3．结构紧凑，可实现反行程自锁； 5. 蜗轮的造价较高。 §9.1 概 述 三、蜗杆传动的类型 §9.1 概 述 蜗杆传动 按螺旋面形状分 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 环面蜗杆 按蜗杆形状分 圆柱蜗杆 锥蜗杆 §9.1 概 述 渐开线 渐开线蜗杆(ZI) 端面齿廓---渐开线 轴向截面齿廓---曲线 阿基米德螺线 阿基米德蜗杆(ZA) 轴向截面齿廓---直线 端面齿廓---阿基米德螺旋线 渐开线蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿基米德蜗杆。 §9.2 蜗杆传动的基本参数与尺寸计算 一、蜗杆传动的基本参数 1. 模数 m 和压力角a 　在主平面内，蜗杆和蜗轮的模数相等且为标准值，见表9-1。 即： ma1= mt2 = m 在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。 阿基米德蜗杆的轴面压力角 αa1＝20° 蜗杆分度圆直径 d1 为标准值，见表9-1。 d1与模数 m 的比值称为蜗杆直径系数 q。 d1 = m q ≠ mz1 是导出值 2. 蜗杆分度圆直径 d1 和直径系数 q 即：q = d1／m 主平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面 是蜗轮的端面 §9.2 蜗杆传动的基本参数与尺寸计算 ※正确啮合条件： ma1= mt2 λ1＝β2 （蜗轮、蜗杆旋向相同） αa1= αt2 4. 蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2 z1↑→λ↑→效率 η↑，但加工困难。 z1↓→ 传动比 i↑，但传动效率 η↓。 常取：z1＝1，2，4，6。 可根据传动比选取，见表9-3。当有自锁要求时，取z1=1。 　　 z2= i z1 若 z2太小，将使传动平稳性变差。若 z2太大，蜗轮直径将增大，使蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。一般： z2＝27～80 　　 3. 蜗杆分度圆柱导程角λ §9.2 蜗杆传动的基本参数与尺寸计算 5. 传动比 i 6. 中心距a ( d1= mq ≠ mz1) ( d2= mz2 ) 7. 齿顶高系数ha*、顶隙系数c* 齿顶高系数：标准：ha*＝1，短齿： ha*＝0.8 。 顶隙系数：c*=0.2，0.15，0.35。 齿顶高：ha＝ha*m 顶隙：c=c*m 齿根高：hf＝ha+c=ha*m+c*m 表9-4 §9.3 蜗杆传动的运动和受力分析 一、蜗杆传动的运动分析 齿面间相对滑动速度： 蜗杆传动与螺旋传动相似，蜗杆与蜗轮的轮齿在节点啮合处存在相对滑动，滑动速度vs 方向平行于齿的斜向。设蜗杆圆周速度为v l、蜗轮圆周速度为v 2 滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热以及传动效率等都有很大影响。一般取vs≤15m/s。 §9.3 蜗杆传动的运动和受力分析 二、蜗杆传动的受力分析 1. 蜗轮转向的判断 蜗杆左右手法： 左旋左手，右旋右手，四指转向?1，拇指反向；即为v2。 §9.3 蜗杆传动的运动和受力分析 2. 蜗杆、蜗轮的受力分析 圆周力方向—主反从同 径向力方向—指向各自轮心 蜗杆轴向力方向—左右手法则，拇指指向 　轮齿所受的法向力Fn，可分解为：切向力Ft 、径向力Fr 、轴向力Fa。 式中：α n－蜗轮的法向压力角， T2－蜗轮的转矩， 例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。 n1 1 2 n2 Ft2 Fa1 ? Ft1 ? Fa2 n1 1 2 Ft1 Fa2 n2 ? Ft2 ? Fa1 §9.3 蜗杆传动的运动和受力分析 Fr1 Fr2 Fr2 Fr1 §9.3 蜗杆传动的运动和受力分析 传动系统如图，已知轮4为输出轮，转向如图，试： 1、合理确定蜗杆、蜗轮的旋向； 2、标出各轮受力方向