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(完整word版)蜗轮蜗杆设计

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蜗轮蜗杆设计

摘要

蜗杆传动从属齿轮传动，在现代工业中应用非常广泛。蜗轮蜗杆包含两个部分：蜗杆和蜗轮，其齿形大多数由直线、平面或者平面上的曲线经过一次或两次展成运动形成。由于蜗轮蜗杆结构性特点，它用于传递空间两相错轴间的运动和动力。蜗杆传动机构多数情况下蜗杆为主动件,蜗轮为被动件。蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点。在机床制造业中，普通圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动；煤矿设备中的各种类型的绞车及采煤机组牵引传动;起重运输业中各种提升设备及无轨电车等都采用蜗杆传动。其他，在精密仪器设备、军工、宇宙观测仪器中，蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等，大型天文望远镜、雷达等也离不开蜗杆传动。

关键词：蜗轮蜗杆

目录

TOC\o”1—3”\h\z\u_Toc277071666”1.1蜗杆传动的类型 1

1。2蜗杆传动的特点 2

_Toc277071669”2。1蜗杆传动的基本参数 3

2。2蜗杆传动的几何尺寸计算 6

_Toc277071672”3。1蜗杆传动的失效形式和设计准则 7

3。2蜗杆、蜗轮的材料和结构 8

HYPERLINK\l”_Toc277071674第四章蜗轮传动的强度计算 10

4。1蜗杆传动的受力分析 10

HYPERLINK\l”_Toc277071676”4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算 11

4。3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 12

HYPERLINK\l”_Toc277071678”第五章蜗轮传动的效率、润滑和热平衡计算 13

HYPERLINK\l”_Toc277071679”5.1蜗杆传动的效率 13

HYPERLINK\l”_Toc2770716805.2蜗杆传动的润滑 13

HYPERLINK\l”_Toc2770716815.3蜗杆传动的热平衡计算 15

结论 17

_Toc277071684”参考文献 19

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第一章蜗杆传动的类型和特点

蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成,用来传递空间两交错轴的运动和动力。如图1-1所示。通常两轴交错角为90°,蜗杆为主动件.

1.1蜗杆传动的类型

如图1—2所示，根据蜗杆的形状,蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动（图a)，环面蜗杆传动(图b）,和锥面蜗杆传动(图c)。

图1—

图1—1蜗杆传动

普通蜗杆传动多用直母线刀刃的车刀在车床上切制,可分为阿基米德蜗杆（ZA型）、渐开蜗杆（ZI型）和法面直齿廓蜗杆（ZH型)等几种。

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a)b)c)

图1-2蜗杆传动的类型

如图1-3所示,车制阿基米德蜗杆时刀刃顶平面通过蜗杆轴线。该蜗杆轴向齿廓为直线，端面齿廓为阿基米德螺旋线。阿基米德蜗杆易车削难磨削，通常在无需磨削加工情况下被采用,广泛用于转速较低的场合。

如图1—4所示，车制渐开线蜗杆时,刀刃顶平面与基圆柱相切，两把刀具分别切出左、右侧螺旋面.该蜗杆轴向齿廓为外凸曲线，端面齿廓为渐开线.渐开线蜗杆可在专用机床上磨削，制造精度较高，可用于转速较高功率较大的传动。

蜗杆传动类型很多，本章仅讨论目前应用最为广泛的阿基米德蜗杆传动。

1.2蜗杆传动的特点

(1）传动比大，结构紧凑。单级传动比一般为10～40（80），只传动运动时（如分度机构)，传动比可达1000。

（2)传动平稳,噪声小。由于蜗杆上的齿是连续的螺旋齿，蜗轮轮齿和蜗杆是逐渐进入啮合又逐渐退出啮合的,故传动平稳，噪声小。

（3)有自锁性。当蜗杆导程角小于当量摩擦角时，蜗轮不能带动蜗杆转动，呈自锁状态。手动葫芦和浇铸机械常采用蜗杆传动满足自锁要求。

（4）传动效率低.蜗杆蜗轮啮合处有较大的相对滑动，摩擦剧烈、发热量大，故效率低。一般η＝0。7～0.9,具有自锁性能的蜗杆效率仅0.4。

（5)蜗轮造价较高。为了减摩和耐磨，蜗轮常用青铜制造，材料成本较高。

由上述特点可知:蜗杆传动适用于传动比大，传递功率不大,两轴空间交错的场合。

图1—3阿基米德蜗杆

图1-4渐开线蜗杆

第二章蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算

图2—1所示阿基米德蜗杆传动，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为主平面