机械设计第十一章(1).pptVIP

力的大小 径向力Fr—Fr1= Fr2= Ft2tanα 圆周力Ft—Ft1=Fa2 = 2T1/d1 式中：T1—蜗杆传递的转矩，N·mm； T2—蜗轮传递的转矩，N·mm； 　　　d1—蜗杆分度圆直径，mm； 　　　d2—蜗轮分度圆直径，mm； d1 T1 Ft Fr Fn ?n Fa 轴向力Fa—Fa1=Ft2= 2T2/d2 γ α T2为蜗轮转距（Nm） T1为蜗杆转距（Nm） P1为蜗杆输入功率（kW） 为啮合传动效率 力的方向 径向力 圆周力 主动轮：与回转方向相反 主动轮：与回转方向相同 主动轮、从动轮：均指向回转中心 轴向力 蜗杆左右手法则：右旋蜗杆用右手,左旋蜗杆用左手,四指抓向回转方向,大拇指指向为主动轮轴向力方向,从动轮轴向力方向与之相反 Fa1 Fa1 d1 T1 Ft Fr Fn ?n Fa γ α * 概 述 第十一章 蜗杆传动 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机构，两轴线交错的夹角可为任意值，常用的为90°。 蜗杆传动优点 能实现大的传动比,而且结构很紧凑 在动力传动中，一般传动比i=5～80；在分度机构或手动机构的传动中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。 冲击载荷小，传动平稳，噪声低 在蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。 蜗杆传动便具有自锁性 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性。 蜗杆传动缺点 传动效率低 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右。 应用 蜗杆传动通常用于减速装置，但也有个别机器用作增速装置。　　随着机器功率的提高，近年来出现了多种新型的蜗杆传动,效率低的缺点正在逐步改善。 §11-1 蜗杆传动的类型 蜗杆传动 锥蜗杆传动 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 （一）圆柱蜗杆传动 1.普通圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆的齿面(除ZK型蜗杆外)一般是在车床上用直线刀刃的车刀车制的。根据车刀安装位置的不同，所加工出的蜗杆齿面在不同截面中的齿廓曲线也不同。根据不同的齿廓曲线，普通圆柱蜗杆可分为阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)、渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)和锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)等四种。GB10085-88推荐采用ZI蜗杆和ZK蜗杆两种。 蜗杆的加工 阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) 在垂直于蜗杆轴线的平面(即端面)上，齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线，其齿形角α0=20°。它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角γ≤3°时)或双刀(当γ3°时)车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不便。 法向直廓蜗杆(ZN蜗杆) 蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面(N-N)齿廓为直线。ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工。刀具的安装形式如图所示。这种蜗杆磨削起来也比较困难。 渐开线蜗杆(ZI蜗杆) 蜗杆的端面齿廓为渐开线, 相当于一个少齿数(齿数等于蜗杆头数)、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。ZI蜗杆可用两把直线刀刃的车刀在车床上车削加工。刀刃顶面应与基圆柱相切，其中一把刀具高于蜗杆轴线，另一把刀具则低于蜗杆轴线，刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。这种蜗杆可以在专用机床上磨削。 锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆) 这是一种非线性螺旋曲面蜗杆。它不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。加工时，除工件作螺旋运动外，刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。这时，铣刀(或砂轮)回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面，在I-I及N-N截面上的齿廓均为曲线。这种蜗杆便于磨削，蜗杆的精度较高，应用日渐广泛。 蜗轮的加工 2.圆弧圆柱蜗杆传动传动(ZC蜗杆) 圆弧圆柱蜗杆传动和普通圆柱蜗杆传动相似，只是齿廓形状有所区别。蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的刀具切制的，而蜗轮是用范成法制造的。在中间平面(即通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面)上，蜗杆的齿廓为凹弧，而与之相配的蜗轮的齿廓则为凸弧形。圆弧圆柱蜗杆传动是一种凹凸弧齿廓相啮合的传动，也是一种线接触的啮合传动。其主要特点为:效率高，一般可达90%以上；承载能力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出50%～150%；体积小；质量小；结构紧凑。这种传动已广泛