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* LOGO 本讲教学目的 本章教学重点、难点 通过本章的学习,了解蜗杆传动的类型、特点、效率、热平衡计算和润滑方式;理解蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算、材料的选择原则、失效形式和计算准则及强度计算;掌握蜗杆传动的受力分析。 重点:普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、主要参数及几何尺寸计算、正确啮合条件、受力分析及强度计算。 难点:蜗杆传动的受力分析。 §7.1 蜗杆传动的类型和特点 §7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §7.3 蜗杆传动的失效形式和计算 §7.4 蜗杆传动的材料和结构 §7.5 蜗杆传动的强度计算 §7.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §7.7 普通圆柱蜗杆传动的精度等级 第七章 蜗杆传动 7-1 蜗杆传动的类型和特点 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; 一、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。 7-1 蜗杆传动的类型和特点 二、蜗杆传动的特点 1、蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。 2、传动平稳、噪声小。 3、可制成具有自锁性的蜗杆。 1、蜗杆传动的主要缺点是效率较低。 2、蜗轮的造价较高。 优点: 缺点: 7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面,称为中间平面。在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。在蜗杆传动的设计计算中,均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准 。 7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 一、蜗杆传动的主要参数及其选择 1.蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比 i 较少的蜗杆头数(如:单头蜗杆)可以实现较大的传动比,但传动效 率较低;蜗杆头数越多,传动效率越高,但蜗杆头数过多时不易加工。通 常蜗杆头数取为1、2、4、6。 蜗轮齿数主要取决于传动比,即z2= i z1 。 z2不宜太小(如z2<26),否则将使传动平稳性变差。 z2也不宜太大,否则在模数一定时,蜗轮直径将增大,从而使相啮合的蜗杆支承间距加大,降低蜗杆的弯曲刚度。 传动比 i 7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 2.模数m和压力角a 蜗杆与蜗轮啮合时,蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、 压力角相等,即 ma1= mt2 = m aa1= at2=20° 3.导程角 在m和d1为标准值时,z1↑→ ↑ 正确啮合时,蜗轮蜗杆螺旋线方向相同,且 =b 7-2 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。 5.中心距 7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 三、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 7-3 蜗杆传动的失效形式和计算准则 一、蜗杆传动的失效形式 1.齿面间相对滑动速度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; 7-3 蜗杆传动的失效形式和计算准则 二、蜗杆传动的计算准则 1、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。 2、对于开式蜗轮传动,或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。 3、由于蜗杆传动时摩
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