机械设计基础第十章蜗杆传动.pptVIP

* 第十章 蜗杆传动 一、蜗杆传动的组成 蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成，用于传递空间两交叉轴之间的运动和动力。通常交错角为90。，蜗杆为主动件。 动画演示 二、蜗杆传动的特点 1.传动比大。 传递动力时：i=8~80；传递运动时：i=1000。 2. 结构紧凑。 3.传动平稳、噪声小。 4.在一定条件下具有自锁性。 5.效率较低。一般只有0.7～0.8，自锁时只有0.4 。 6.蜗轮造价较高。 第一节 蜗杆传动的类型、主要参数和几何尺寸 一 、蜗杆传动的类型 1.按蜗杆形式分 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 环面蜗杆传动 运动演示 （结构） 运动演示 （结构） 运动演示 （结构） 阿基米德蜗杆（应用最广泛） 2 . 圆柱面蜗杆按螺旋面形状分 (刀具加工位置不同) 渐开线蜗杆 轴向齿廓：直线 端面齿廓：阿基米德螺旋线 加工时刀刃顶平面通过蜗杆轴线 端面：渐开线 加工时刀具的切削刃与基圆相切，两把刀具分别切出左、右侧螺旋面 3.按蜗杆头数（蜗杆螺旋线的数目）分 单头蜗杆：i↑，自锁性↑，η↓ 多头蜗杆：相反 4.按旋向分 左旋 右旋 一般采用右旋 二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。 　　对于阿基米德蜗杆传动，在中间平面上，相当于齿条与齿轮的啮合传动。所以设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准，并沿用圆柱齿轮传动的计算关系。 1．蜗杆传动的标准参数 　蜗杆的轴向模数ma1、轴向压力角αa1、蜗轮的端面模数mt2、蜗轮αt2、齿顶高系数ha1 * 、顶隙系数ct2*为标准值。 标准模数m：查表； 标准压力角α=20o； 标准齿形齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.2； 　国家标准规定，蜗杆传动在中间平面上的参数为标准参数。即： 2．传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 当蜗杆转一周时，蜗轮将转z1个齿，即z1/ z2周。所以，蜗杆传动的传动比为： 蜗杆头数z1： 　主要根据传动比和要求的效率来确定，通常为1、2、4、6。 　当传动比大于40或要求自锁时，取z1=1；当传递功率较大时，为提高传动效率、减少能量损失，常取z1=2~4。蜗杆头数越多，加工精度越难保证。 蜗轮齿数z2： 　由z2=i z1计算确定，通常情况下取z2=28~80。 　若z228，容易产生根切，并使传动的平稳性降低；若z2过大，蜗轮直径增大，与之相应蜗杆的长度增加，刚度减小，从而影响啮合的精度。 z1、z2可根据传动比i参照表选取 。 ３.蜗杆导程角γ ??? 　蜗杆螺旋面与分度圆柱面的交线为螺旋线。螺旋线与端面的夹角称为蜗杆分度圆柱上的导程角γ 。 m、q和m2 d1值可查表。 ４．蜗杆分度圆直径d1和直径系数q 　蜗杆分度圆直径d1：因蜗杆与加工蜗轮的滚刀中圆直径相同，但m一定时，由于z1和γ的变化，d1是变化的，即需要配备很多加工蜗轮的滚刀。 　为限制滚刀数量，取d1为标准值，且与模数相匹配。　　　 直径系数q：蜗杆分度圆直径d1与模数的比值， 5．蜗杆传动的正确啮合条件为： ma1= mt2=m αa1=αt2=α=20。 γ=β2（蜗轮的螺旋角） ６.标准中心距a 蜗杆传动图 三、蜗杆传动的几何尺寸计算（蜗杆传动图） 第二节 蜗杆传动的失效形式和设计准则 一、齿面间滑动速度 相对滑动速度vs的大小： 　蜗杆与蜗轮啮合时，由于C处，蜗杆上C（节点）的圆周速度v1与蜗轮上C的圆周速度v2方向不同（v1与v2相互垂直），所以齿面间有较大的相对滑动。 　较大的VS引起：齿面容易发热、磨损和胶合，使润滑油温度升高而变稀，润滑条件变差，传动效率降低。 二、蜗杆传动的失效形式 与齿轮传动类似：点蚀、胶合、磨损、折断 ∵vs↑→η↓、发热↑ ∴主要失效形式为：胶合、磨损、点蚀 蜗轮强度较弱，失效主要发生在蜗轮上。 过度磨损 胶合 １.闭式传动 　按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核并进行热平衡验算。如果载荷平稳、无冲击，可不校核齿根弯曲疲劳强度。 只按齿根弯曲疲劳强度设计。 ３.当蜗杆轴支承跨距较大时，应进行蜗杆轴刚度计算。 三、设计准则 ２.开式传动： 一、材料 第三节 蜗杆与蜗轮的材料、结构 （1）足够的强度； （2）良好的减摩、耐磨性 （3）良好的抗胶合性 １.对材料要求： 2.蜗杆 材料 碳钢 合金钢 热处理 硬齿面蜗杆：首选 淬火→磨削。 软齿面蜗杆：调质缺少磨削设备时选用。 ３. 蜗轮——指齿冠部分材料：减摩材料 铸锡青铜：vs≥12~2５m/s。 铸铝青铜：vs≤10m/s，抗胶合