《机械设计基础》课件－第11章 蜗杆传动.ppt

* 第11章 蜗杆传动 第一节 蜗杆蜗轮机构 第二节 蜗杆传动的受力分析 第三节 蜗杆传动的相对滑动速度和效率 第四节 蜗杆传动的设计 本章总结 * 第一节 蜗杆蜗轮机构 一、概述 二、蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸 * 一、概述 1.蜗杆、蜗轮的形成 2.蜗杆蜗轮机构的特点 3.蜗杆蜗轮机构的类型 * 1.蜗杆、蜗轮的形成 蜗杆蜗轮机构是由两轴交错角∑＝90°的一种齿轮传动。它由蜗杆、蜗轮组成，一般蜗杆主动，用于降速。 视频 蜗杆形如螺杆，也有左旋、右旋之分，以及单头、多头之别。一般蜗杆的头数为 1～4（主要考虑加工）。 蜗轮类同于斜齿圆柱齿轮，只是齿面内凹成弧形，沿齿宽方向包在蜗杆的圆柱面上以便更好地与蜗杆啮合。 工程上多采用右旋蜗杆，其螺旋角β1， 蜗轮螺旋角为β2 ，蜗杆的头数就是齿数Z1 。 教材 P190图12－4 γ 与β1 的关系。 ★蜗轮的螺旋角等于蜗杆的导程角，即γ ＝β2 。 见图示 导程角γ——蜗杆分度圆柱上，螺旋线的切线与垂直于蜗杆轴线的平面的夹角。 * *蜗轮是用与其相匹配的蜗杆滚刀加工的，为保证正确啮合， β1＋ β2 ＝90°。(上图示) γ ＝β2 * * 2.蜗杆蜗轮机构的特点 1) 传动比大，结构比较紧凑。 动力传动中单级传动比 =10～80，分度机构中传动比 可达1000。 2) 传动平稳，冲击、噪声小。 3) 相对速度较大，效率较低，摩擦磨损较严重，不适用于大功率长期连续工作。 4)为防止或减轻磨损及胶合，常用青铜等贵重金属制造蜗轮，成本高。 5) 为了避免过热，需要良好的润滑条件和散热装置。 6)反行程自锁，如铸工车间运铁水包的升降机构。 * 3.蜗杆蜗轮机构的类型 蜗杆蜗轮机构 圆柱面蜗杆 圆弧面蜗杆 圆锥面蜗杆 阿基米德圆柱蜗杆 法向直廓蜗杆 渐开线蜗杆 (a) 圆柱面蜗杆机构 (b) 环面蜗杆机构 (c) 锥面蜗杆机构 蜗杆蜗轮机构的类型通常根据蜗杆形状和加工方法分类 。 * 二、蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸 1.正确啮合条件 2.主要参数和几何尺寸计算 * 1.正确啮合条件 中间平面 ：对于两轴线垂直交错的阿基米德圆柱蜗杆传动，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。 在中间平面内蜗杆蜗轮的啮合传动相当于渐开线齿轮与齿条的啮合传动。 正确啮合条件为： * 2.主要参数和几何尺寸计算 由于在中间平面上蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿条的传动，所以蜗杆传动的计算，以中间平面的参数为准，并直接应用齿轮传动的几何关系进行几何计算。 1)模数和压力角 2) 蜗杆头数（齿数） ，蜗轮齿数 3)蜗杆分度圆直径 和导程角 4)传动比 5)中心距 a * 1)模数和压力角 2) 蜗杆头数（齿数） ，蜗轮齿数 由传动比并考虑效率来选定。一般为 =1~4。 ①传递运动，要求传动比大， 取小值。 ②传递动力 ， 取大值 ，传动效率和承载能力高；太多，蜗杆加工困难。 蜗轮齿数 应根据传动比 和 选取。不宜大于80。 3) 蜗杆分度圆直径 和导程角 γ 为了限制蜗轮滚刀的数目并有利于标准化，规定了蜗杆分度圆直径的系列值,规定d1/m=q,即将蜗杆直径系数 标准化 。 蜗杆模数、头数与直径系数的标准系列:见 教材P191,表12－1 123 * 1基本尺寸和参数 * 5) 中心距a 蜗杆传动的标准中心距为 4) 传动比 ☆几何尺寸计算公式:略 45 * 一、力的大小计算 二、力的方向判断 蜗杆传动各分力的方向可以按圆柱齿轮相同的方法确定，但应注意蜗杆和蜗轮各分力方向之间的关系（特别注意蜗杆与蜗轮的Ft的方向）： T1、T2—分别为蜗杆、蜗轮 的公称转距(N.mm)， ； d1、d2—分别为蜗杆、蜗轮的分度圆直径(mm)；γ —蜗杆的导程角； —蜗杆轴向压力角。 第二节 蜗杆传动的受力分析 * 第三节 蜗杆传动的相对滑动速度和效率 一、滑动速度 二、效率 三、自锁 * 一、滑动速度 式中 ， ——蜗杆的分度圆直