机械设计基础樊智敏第8章蜗杆传动课件教学.pptVIP

馋死 PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * * 第8章 蜗杆传动 8-1 蜗杆传动的特点和类型 8-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 8-3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 8-4 蜗杆传动的受力分析及强度计算 8-5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 8-6 蜗杆和蜗轮的结构 基本要求: 掌握蜗杆传动的几何参数的计算、选择方法 掌握进行蜗杆传动的力分析、强度计算 了解蜗杆传动的热平衡原理和计算方法 一、蜗杆传动的特点及应用 1 组成和应用 蜗杆主动，蜗轮被动 通常二轴交角?＝90° 传动P50kW (最大750kW) us15m/s 蜗杆 蜗轮 ? 8-1 蜗杆传动的特点和类型 2 特点 （1）结构紧凑，传动比大 （2）传动平稳，噪声小 （3）可实现自锁（4）效率低（5）成本高 二、蜗杆传动的类型 环面蜗杆 锥蜗杆 按蜗杆整体形状分： 圆柱蜗杆 普通圆柱蜗杆的类型 渐开线蜗杆 (ZI蜗杆) 法向直廓蜗杆 (ZN蜗杆) 锥面包络蜗杆 (ZK蜗杆) 圆弧面蜗杆 (ZC蜗杆) 按螺旋面形状分 阿基米德蜗杆 (ZA蜗杆) 2? 轴面呈齿条（直廓） 阿基米德螺旋线 刃面过轴面 渐开线 db II II I I III III I－I II－II III－III 凸廓 直廓 刃面切于基圆柱面 凸廓 一、正确啮合条件 正确啮合条件：mx1 = mt2=m ， ?x1 = ? t2= ? ? 1= ?2 中间平面:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 8-2 基本参数和几何尺寸 二、主要参数及几何尺寸 1 模数 2 压力角 3 导程角 4 分度圆直径 5 齿数 6 中心距 d1 p 2? ? da2 d2 df 2 df1 da1 ha hf h 1 模数 mx1 = mt2=m 具体见表8-1（GB/T 10085-1988） 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 d1 p 2 压力角 GB/T 10085-88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? ? 3 导程角 根据正确啮合条件， ? 1= ?2（蜗轮的螺旋角） 从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动 蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角 p z1p ? z1p ?d1 4 分度圆直径 蜗轮分度圆直径同齿轮 d2=mz2 蜗杆分度圆标准化，以限制刀具数 d1与模数相匹配 d1 B p a 2? ? da2 d2 df 2 df1 da1 ha hf h da2 5 齿数 z2 = i12 z1, (通常27~80) z1 ↑— ↑— ↑ z1过大，加工困难 一般z 1 = 1、2、4、6 6 中心距 其余几何尺寸见表8-3 反映功率大小 a d1 B p de2 2? ? da2 d2 df 2 df1 da1 ha hf h 几何尺寸计算上，按主平面的参数仿照齿轮进行计算 一、失效形式及设计准则 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 1 失效形式 胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿 开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断 闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀 蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上 8-3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 二、 蜗杆、蜗轮的材料选择 材料要求： 足够的强度 、良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力 1、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) 2、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 三、蜗杆传动的精度 蜗杆传动规定了 12 个精度等级， 1级最高，12级最低。 对于动力传动，常用6~9 级精度。 8-4 蜗杆传动的受力分析及强度计算 一、运动分析 二、受力分析 三、蜗杆传动的齿面接触强度计算 一、运动分析 润滑、散热不良时：滑动速度大，易产生磨损、胶合 充分润滑时：有利于油膜的形成，滑动速度越大， 摩擦系数越小，提高了传动效率 d1 v2 ,va1 v1 v2 vs 二、受力分析 作用力的大小： 受力分析类似斜齿传动 蜗杆三个分力：Fr1, Ft1, Fa1 蜗轮三个分力：Fr2, Ft2, Fa2 Ft1 Fa2 Ft1