机械设计基础第十二章 蜗杆传动课件.ppt

三、蜗杆的刚度计算 由圆周力和径向力产生的挠度分别为： 合成的总挠度为： 式中：E—蜗杆材料的弹性模量，MPa。钢蜗杆 I—蜗杆危险截面惯性矩， l—蜗杆支点跨距，mm，初步计算时可取 l=0.9d2 [Y]—许用挠度，mm， [Y]=d1/1000 §12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算 本节 完！ 谢谢 §12-6 圆柱蜗杆传动的的效率、润滑和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率 η = η1η2η3 与齿轮传动相同： 啮合效率类似于螺旋副：点击 η2η3≈0.95~0.96 故： 设计之初， η 未知，可按 z1 初选： 由此可知，z1↑→γ↑ →η ↑ z1 = 1 时， η = 0.7~0.75 z2 = 2 时， η = 0.75~0.82 z2 = 4 时， η = 0.87~0.92 自锁时， η 0.5 提示： 设计完成后，需验算η ，若与初选值相差太远，则需重选η再设计。 式中：η1─啮合效率； η2─轴承的效率； η3─考虑搅油损耗的效率； 本节 完！ 谢谢 * 主讲人：何家宁教授 第*页 * * 第十二章 蜗杆传动 主讲人：何家宁（教授、博士） 机械设计基础（第五版） 第十二章 蜗杆传动 §12-1 蜗杆传动的特点和类型 §12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 §12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 §12-4 圆柱蜗杆传动的受力分析 §12-6 圆柱蜗杆传动的的效率、润滑和热平衡计算 §12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算 一、 蜗杆传动的特点和类型 动画 1. 组成和应用 通常二轴交角?＝900 蜗杆主动，蜗轮被动 蜗杆 worm 蜗轮 worm gear ? 2. 特点 传动比大； 一般传动 i=8~80; 分度机构可达1000. 结构紧凑； 传动平稳，噪声小。 效率低； 成本高。 §12-1 蜗杆传动的特点和类型 3. 蜗杆传动的类型 ? 按蜗杆整体形状 圆柱蜗杆 cylindrical worm 环面蜗杆 锥蜗杆 bevel gear ? 圆柱蜗杆按螺旋面形状 阿基米德蜗杆(ZA蝇杆) Archimedes worm 渐开线蜗杆(ZI蜗杆) Involute worm 2? 轴面呈齿条（直廓） 2?＝400 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 普通圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆传动 渐开线蜗杆传动 法向直齿廓蜗杆传动 本节 完！ 谢谢 §12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、主要参数 ● 模数 m 和压力角α 中间平面 （主平面） — 包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 蜗轮加工 — 滚刀滚制，滚刀几何参数同相配蜗杆 在中间平面内相当于齿条与齿轮的啮合 正确啮合条件：在中间平面内 ma1 = mt2 = m αa1 = αt2 = α= 20° 蜗杆轴面模数 蜗轮端面模数 标准模数 蜗杆轴面压力角 蜗轮端面压力角 ● 蜗杆导程角γ与蜗轮螺旋角β之关系 Σ=90° 时： γ =β γ β 且旋向相同 ● 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 定义蜗杆直径系数：q = d1 / m → d1 = m q q与导程角γ之关系： ● 齿面间相对滑动速度 vs 由此可见，vs v1、v2 所以蜗杆传动摩擦损失大，效率低。 z1 = 1 ~ 4 ● 蜗杆头数 z1、蜗轮齿数 z2 及传动比 i i = n1/n2 = z2/z1 = d2 / d1 ? ≠ d2 / d1 但 z1 少，效率低 重载时取 z1 1 要求自锁 z1 = 1 z1 过多,制造困难 z2 = i z1=28 ~ 80 常取 z2 = 32 ~ 63 二、几何尺寸计算 中心距 a =(d1+d2)/2 = m(q+z2)/2 其他尺寸计算见表12-3 ■普通圆柱蜗杆传动与齿轮传动的区别： 传动比 i — 齿轮传动 蜗杆传动 i = d2 / d1 i ≠ d2 / d1 m、α — 法面为标准值 中间平面为标准值 β — β1= - β2 γ =β, 旋向相同 d1 — d1= mnz1/cosβ d1=mq,且为标准值 本节 完！ 谢谢 适用于齿面滑动速度 较高的传动。 一、失效形式、设计准则和常用材料 1. 主要失效形式： 蜗轮齿面的胶合、点蚀、磨粒磨损（最终导致断齿）等。 3. 常用材料 蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢