机械原理及机械设计 第十九章 蜗杆传动

1、第第 十十 九九 章章 蜗蜗 杆杆 传传 动动一、蜗杆传动的特点一、蜗杆传动的特点优点： 1. 结构紧凑，传动比大；当蜗杆导程角很小时，能实 现反行程自锁；2. 传动平稳，噪声低；15.1 概概 述述缺点：1. 传动效率低，发热量大；2. 传动功率较小；3. 蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；蜗杆传动蜗杆传动二、蜗杆传动的类型二、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动环环面面蜗蜗杆杆传传动动锥锥蜗蜗杆杆传传动动蜗杆传动蜗杆传动圆圆柱柱蜗蜗杆杆传传动动普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆传动阿基米德蜗杆传动渐开线蜗杆传动渐开线蜗杆传动法向直廓蜗杆传动法向直

2、廓蜗杆传动锥面包络蜗杆传动锥面包络蜗杆传动三、蜗杆传动的精度等级极其选择三、蜗杆传动的精度等级极其选择蜗杆传动蜗杆传动15.2 蜗杆传动的主要蜗杆传动的主要 参数与几何尺寸参数与几何尺寸一、蜗杆传动的主要参数一、蜗杆传动的主要参数1. 模数和压力角模数和压力角21tamm 21ta costantanna 导程角导程角2. 蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1和直径系数和直径系数qmdq1 表表19-24. 蜗杆头数蜗杆头数z1和蜗轮齿数和蜗轮齿数z2蜗杆传动蜗杆传动 11dpztgx 3. 蜗杆分度圆柱导程角蜗杆分度圆柱导程角 =11dmz =11dmz=qz1蜗杆轴向齿距蜗杆轴向齿距蜗杆头数蜗

3、杆头数5. 传动比传动比i，中心距中心距a122112zznni 12dd 蜗杆传动蜗杆传动二、蜗杆传动的变位二、蜗杆传动的变位目的：目的： 调整中心距或调整传动比。调整中心距或调整传动比。特点：特点：1、蜗杆的尺寸保持不变，被变动的只是蜗轮的尺寸；、蜗杆的尺寸保持不变，被变动的只是蜗轮的尺寸；2、变位后，啮合时只是蜗杆节线有所改变，蜗轮节圆、变位后，啮合时只是蜗杆节线有所改变，蜗轮节圆 永远与分度圆重合。永远与分度圆重合。蜗杆传动蜗杆传动未变位蜗杆传动的中心距：未变位蜗杆传动的中心距：)(21)(21221zqmdda 变位蜗杆传动的中心距：变位蜗杆传动的中心距： 221)2(21)2(21

4、zxqmdxmda 变位系数变位系数maax 或或)(2122zzx 三、蜗杆传动的几何计算三、蜗杆传动的几何计算蜗杆传动蜗杆传动15.3 蜗杆传动的设计计算蜗杆传动的设计计算一、失效形式、计算准则及常用材料一、失效形式、计算准则及常用材料1. 失效形式失效形式2. 计算准则计算准则3. 常用材料常用材料二、蜗杆传动的受力分析二、蜗杆传动的受力分析1112dTFt tgFFtr22 2222dTFt =2xF=1xF=1rF蜗杆传动蜗杆传动Fx1Ft1FnFr1 cos1nxntgFF = coscos2ntF coscos222ndT=蜗杆传动蜗杆传动三、蜗杆传动的承载能力计算三、蜗杆传动的

5、承载能力计算（一）、蜗轮齿面接触疲劳强度计算（一）、蜗轮齿面接触疲劳强度计算HncHEELF111222121 LKFLFnnc KKKKvAL 接触线长度，接触线长度， cos3601dLa蜗杆传动蜗杆传动取取 cos31. 11dL100 75. 0 ，2 a，12231. 1coscoscos2ddKTLKFnn =21262. 1ddKT对于阿基米德蜗杆：对于阿基米德蜗杆：21111 = sincos22d将将 1LKFn、代入：代入： 20sincos262. 11112212222121dddKTEEH= cos47. 92212ddKTzE蜗杆传动蜗杆传动引入量纲为引入量纲为1的

6、参数的参数z : cos47. 92213ddaz=2211cos47. 9 adda21121cos47. 9 adda=取取255 ， 则蜗杆传动的接触疲劳强度验算式可写为：则蜗杆传动的接触疲劳强度验算式可写为： HEHaKTzz 32蜗杆传动蜗杆传动设计公式为：设计公式为： 322 HEzzKTa计算模数：计算模数：212zdam 4 . 15 . 1cos360cos2122 YYYdmdKTFF1000.667（二）、蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算（二）、蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算蜗杆传动蜗杆传动 FFFYYmddKT 21264. 1设计公式为：设计公式为： YYzKTdmFF221264. 1四、蜗杆传动的效率四、蜗杆传动的效率321 蜗杆传动的啮合效率；蜗杆传动的啮合效率；1 考虑搅油损耗的效率，一般取考虑搅油损耗的效率，一般取0.960.99；)tan(tan1 当蜗杆主动时当蜗杆主动时轴承效率；轴承效率；2 3 蜗杆传动蜗杆传动五、