机械设计第12章蜗杆传动ppt课件

1、蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动的特点和类型圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算蜗杆传动的失效方式、资料和构造蜗杆传动的失效方式、资料和构造蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的强度计算圆柱蜗杆传动的强度计算圆柱蜗杆传动的效率、光滑和热平衡计算圆柱蜗杆传动的效率、光滑和热平衡计算 第十二章第十二章 蜗杆传动蜗杆传动12-1蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动的特点和类型(一一)蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型:按 圆柱蜗杆蜗 传动杆的形 环面蜗杆传动状 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆传动(ZA)渐开线蜗杆传动(ZI)法向直廓蜗杆传动(ZN)锥面包络蜗杆传动(ZK)取决于蜗杆阿

2、基米德蜗杆传动阿基米德蜗杆传动ZA渐开线蜗杆传动渐开线蜗杆传动ZI法向直廓蜗杆传动法向直廓蜗杆传动(ZN)锥面包络蜗杆传动锥面包络蜗杆传动(ZK) 工件螺旋运动，工件螺旋运动， 刀具旋转刀具旋转车削车削圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动(螺旋面外形螺旋面外形)1d11apZ1111111dmZdmZdpZtga)(tgtg导程角导程角 轮齿方向与端面的夹角轮齿方向与端面的夹角螺旋角螺旋角轮齿方向与轴线的夹角轮齿方向与轴线的夹角 1.外形外形: 蜗杆蜗杆短螺杆短螺杆 蜗轮蜗轮特殊的斜齿轮特殊的斜齿轮 螺母的一部分螺母的一部分 2.具有螺旋传动的特点具有螺旋传动的特点:自锁条件自锁条件: (当量摩擦角当量摩

3、擦角)效率计算效率计算:1ap展开展开:(二二)蜗杆的构成蜗杆的构成象齿条与斜齿轮啮合 4.蜗轮齿宽方向呈凹弧型蜗轮部分包容蜗杆 将点接触线接触 加工蜗轮滚刀中圆直径加工蜗轮滚刀中圆直径d1 减少磨损, 胶合的机率 H承载力受力分析一样传动比计算类同： iZ2/Z1d2/d1 强度计算仿斜齿轮3.具有齿轮传动的特点具有齿轮传动的特点(三三)蜗杆传动的特点蜗杆传动的特点:优点优点: 缺陷缺陷:1.很大，普通i880, 分度i=10002. 传动平稳, 噪音低3.可自锁, 构造紧凑1.Vs大效率低, 发热大可自锁时502.需贵重金属价高3.不宜用于大功率长期任务12-2 圆柱蜗杆传动的几何参数及尺

4、寸计算圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算 轴交角轴交角90轴线垂直轴线垂直以中间平面以中间平面 参数为准参数为准1.中间平面(一一)主要参数主要参数二二.几何尺寸计算几何尺寸计算 过蜗杆轴线并垂直于 蜗轮轴线的平面2.传动比i , 蜗杆头数Z1, 蜗轮齿数Z23.蜗杆分度圆直径1 ; 直径系数q ; 导程角4.齿面间滑动速度Vs:5.中心距 正确啮合条件正确啮合条件: ma1mt2ma1t221旋向一样旋向一样 蜗杆轴面(a) 蜗轮端面(t) 传动比传动比i : i= n1 / n2 = Z2 / Z1d2 / d1Z1=1 , 2, 4 Z1少少 Z1多多Z2=iZ1 Z1、Z2查表查表12-

5、2 P.184Z2少 Z2多构造过大蜗杆刚度Z280效率高, 加工难度大自锁性好, 效率低根切 单齿对啮合Z2262.传动比传动比i , 蜗杆头数蜗杆头数Z1, 蜗轮齿数蜗轮齿数Z2作业：作业：12-1 P.192tg 11 Z1 / q 直径系数直径系数 q=d1/m为减少滚刀的规格数量为减少滚刀的规格数量1定为规范值定为规范值 1与搭配与搭配 表表12-1 p.1844.齿面间滑动速度齿面间滑动速度Vs:cos/12221VVVVS221 =mq 1 V1V2VsV1：蜗杆的园周速度：蜗杆的园周速度 V2：蜗轮的园周速度：蜗轮的园周速度3.蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径1 ; 直径系数直径系

6、数q ; 导程角导程角(二二)几何尺寸计算几何尺寸计算 C*=0.2 ; df=d2(ha*+C*) m= d2.4 ma0.5(12) 0.5m(q+Z2)0.5(12)5.中心距中心距 1.失效方式失效方式 :2.部位部位 : 闭式闭式 开式开式胶合、胶合、 点蚀、点蚀、 磨损磨损蜗轮轮齿上蜗轮轮齿上(构造、资料构造、资料)(一一) 蜗杆传动的失效方式蜗杆传动的失效方式蜗轮蜗轮非锡青铜、非锡青铜、 锡青铜锡青铜(二二)蜗杆、蜗轮的资料蜗杆、蜗轮的资料(三三)蜗杆、蜗轮的构造蜗杆、蜗轮的构造12-3 蜗杆传动的失效方式、资料和构造蜗杆传动的失效方式、资料和构造(二二)蜗杆、蜗轮的资料蜗杆、蜗

7、轮的资料1.对资料的要求：对资料的要求：2.蜗杆的资料蜗杆的资料 最好最好淬火钢淬火钢(低碳钢低碳钢渗碳淬火渗碳淬火;中碳钢中碳钢外表淬火外表淬火)其他其他调质钢调质钢低速、人力传动、铸铁蜗轮低速、人力传动、铸铁蜗轮减摩、耐磨、抗胶合减摩、耐磨、抗胶合高的强度及光洁度、足够的刚度高的强度及光洁度、足够的刚度 3.蜗轮的资料蜗轮的资料 最好最好锡青铜锡青铜 ZCuSn10p1(10-1) ZCuSn5PbZn5(5-5-5)其他其他铝青铜、灰铸铁、尼龙铝青铜、灰铸铁、尼龙减摩、抗胶合、抗点蚀减摩、抗胶合、抗点蚀碳素钢、合金钢蜗杆的构造通常为整体式蜗轮的构造通常为组合式整体式整体式齿圈式齿圈式螺栓

8、联接式螺栓联接式拚铸式拚铸式整体式齿圈式 螺栓联接式拚铸式(三三) 蜗杆、蜗轮的构造蜗杆、蜗轮的构造Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2蜗杆三个分力：蜗杆三个分力：Fr1, Ft1, Fa1蜗轮三个分力：蜗轮三个分力：Fr2, Ft2, Fa2 tgFFFtrr221 11212dTFFat 22212dTFFta mmNnPTiT216121055. 91.蜗杆、蜗轮旋向一样2.作用力的大小作用力的大小(将将Fn分解分解)Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa212-4 蜗杆传动的受力分析右右Fr1Fr2Fr1Fr2Ft2F

9、a1Ft1Fa2Ft1Fa1Ft2Fa2右右4. 蜗轮的转向蜗轮的转向与与Fa 1 反向反向3.作用力的方向作用力的方向(表示图表示图二二.蜗轮齿面接触强度计算蜗轮齿面接触强度计算12-5圆柱蜗杆传动的强度计算: P.167 主要失效方式主要失效方式: 胶合、磨损、点蚀胶合、磨损、点蚀 仿斜齿轮仿斜齿轮强度计算强度计算齿面接触强度计算齿面接触强度计算 1.计算齿面接触强度 (当冲击大、脆性资料 (才折断 ) 弯曲强度) 2.只计算蜗轮的强度 3.思索胶合热平衡计算(一一)强度计算根据强度计算根据: 闭式蜗轮 锡青铜 点蚀 非锡青铜胶合开式 磨损 (二二)蜗轮齿面接触强度计算蜗轮齿面接触强度计算

10、 P.188HPEAEHZdmKTZddTKZ2212222129922212)(9HpEZZKTdm 许用接触应力Mpa蜗轮锡青铜(点蚀 ) 接触强度计算表(12-5) 非锡青铜(胶合) 条件性计算表(12-6)校核公式校核公式Mpa (12-15)设计设计公式公式mm3 (12-16)3211)02. 001. 0(nPVSK=1.11.3载荷系数; d1蜗杆分度圆直径mm d 2蜗轮分度圆直径mm ; Z2蜗轮的齿数 T2蜗轮上的转矩 Nmm(二二) 蜗杆传动的光滑蜗杆传动的光滑(三三)蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡计算10-6圆柱蜗杆传动的效率、光滑和热平衡计算 VS大摩擦、磨损

11、大发热大、效率低1 啮合效率 2、 3 轴承及搅油效率 ; 导程角 ;)()97. 095. 0(321tgtg)(1tgtg(12-19)farctg f 当量摩擦系数当量摩擦角表(12-6) p.190(一一)蜗杆传动的效率蜗杆传动的效率: p.1761.蜗杆传动的效率蜗杆传动的效率: 当自锁 50当振动大时摩擦自锁 不可靠另加制动安装(二二) 蜗杆传动的光滑蜗杆传动的光滑 P.178油池光滑: Vs510m/s V14m/s上置式喷油光滑: Vs1015m/s按1 来估算P1772.的估算的估算T2=T1 i1222212)500(KTZdmH)(1tgtg(三)蜗杆传动的热平衡计算: p.179 Vs大效率低、发热大要求散热及时, 否那么磨损胶合热平衡计算 单位时间发热量 同时间散热量CAPtttt7060)1 (100010 11000P1(1) W 2tA (t - t0) W (10-23)1.计算公式计算公式:1 2 (1)增大散热面积 (2)提高散热系数t：CAPtttt7060)1 (1000102.改善散热措施改善散热措施:轴上装风扇、装蛇形冷却管、循环油冷却 图12-20小结：1.蜗杆传动的特点：i很大，普通i=780, 分度 500 ；平稳 ；紧凑 ；可自锁 s大效率低, 发热大贵重金属价高2.参数计算: 中间平面m、 规范 11