蜗杆传动的设计.pdfVIP

返回目录 学习指南 第10 章 蜗杆传动设计 一.基本要求 1）熟练掌握蜗杆的传动特点、失效形式和计算准则； 2）熟练掌握蜗杆和蜗轮的结构特点； 3）掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率； 4）掌握蜗杆传动的热平衡计算； 5）了解蜗杆传动的强度计算特点； 6）了解蜗杆的传动类型； 二.重点、难点指导 1. 蜗杆传动的类型和特点 按蜗杆形状的不同蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动。圆柱蜗 杆传动又可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧蜗杆传动两类。按蜗杆的齿廓不同，普通圆柱蜗杆 分为阿基米德蜗杆 （ZA 蜗杆）、渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)和锥面包络蜗 杆(ZK蜗杆)。 蜗杆传动是用来传递空间两交错轴间的运动和动力。其特点是传动比大，结构紧凑；传 动平稳，无噪声； 具有自锁性； 传动效率较低，磨损较严重； 蜗杆轴向力较大，致使轴承 摩擦损失较大。 2. 蜗杆传动的滑动速度和效率 1）滑动速度 蜗杆传动时,相啮合的齿面要产生很大的相对滑动速度,其值为： v πd n 1 1 1 v s cosγ 60 ×1000cosγ 式中 v —蜗杆圆周速度，取决于蜗杆的直径和转速。 1 因此，传动效率低，齿面磨损，对蜗杆传动能否正常进行影响很大。在闭式蜗杆传动设 计中，润滑设计和热平衡计算是至关重要的。 2 ）效率 闭式蜗杆传动的总效率η 由三部分组成，即 η ηηη (10.15) 1 2 3 式中：η —传动啮合效率；η —油的搅动和飞溅损耗时的效率；η —轴承效率。 1 2 3 3. 蜗杆传动的失效形式、计算准则 1）失效形式 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动基本相同，但由于齿面滑动摩擦大，更容易发生胶合和 磨损。因此蜗杆和蜗轮材料的要求不仅要有强度，而且应有良好的抗磨擦、磨损的性能。 2）计算准则 由于目前对蜗杆传动的磨损和胶合的计算尚无可靠的计算方法，因此以齿轮的强度条件 计算蜗杆传动的承载能力，适当考虑磨损和胶合的影响。由于蜗杆的强度高于蜗轮，失效总 发生在蜗轮轮齿上，因此蜗杆传动的强度取决于蜗轮轮齿，强度计算准则为： 开式蜗轮传动按齿根弯曲疲劳强度计算，计算时适当考虑磨损对轮齿强度的影响。 闭式蜗轮传动按齿面接触疲劳强度设计，再按弯曲疲劳强度校核。 4．蜗杆传动的受力分析 由于蜗杆和蜗轮两轴垂直交错，根据受力分析的三要素，蜗杆圆周力Ft 1 与蜗轮轴向力 Fa 2 、蜗杆径向力Fr 1 与蜗轮径向力Fr 2 、蜗杆轴向力Fa 1 与蜗轮圆周力Ft 2 互为作用力与反作用 力，即三对力大小相等，方向相反。 力的方向判断可由蜗杆的轴向力Fa 1 入手，根据蜗杆的左右旋向，利用左右手定则判断。 其它力可由它们之间的相互关系判断。 力的大小可由下式计算： F F 2T / d t 1 a 2 1 1 F F 2T / d t 2 a 1 1 21 F F F tan α r 1 r 2 t 2 F F 2T F a 1 t 2 2 n