机械设计蜗杆传动新方案PPT课件

1、圆弧面蜗杆 锥蜗杆 第1页/共35页第2页/共35页蜗杆传动的特点和应用第3页/共35页 第4页/共35页（ZA蜗杆）（ZI蜗杆）（ZN蜗杆）与车梯形螺纹类似应用最广，但易车难磨，不易得到较高精度。（ZK蜗杆）便于磨削、精度较高，应用日渐广泛。 润滑条件较好，效率高（可达0.9以上），承载能力高（比普通圆柱蜗杆高出0.51.5倍），体积小，质量小，结构紧凑，已广泛应用于冶金、化工、起重等需要大功率传动的机械设备中。 制造较难。（ZC蜗杆） 同时接触的点数较多，重合度大；传动比范围大（一般为10360）；承载能力和效率较高；侧隙便于控制和调整；能做离合器使用；可节约有色金属；制造安装简单，工艺性

2、好。但由于结构上的原因，传动具有不对称性，因而正反转时受力不同，承载能力和效率也不同。第5页/共35页(ZA蜗杆)（ZI蜗杆）（ZN蜗杆） 端面齿廓为阿基米德螺线。 2=40，可用车刀象车螺纹一样车削，但难磨削，不易得到较高精度。 应使刀刃顶面通过蜗杆轴线。 3时用双刀。 端面齿廓为渐开线。 可用两把直线刀刃的车刀在车床上分别车出左右侧螺旋面，车削加工，刀刃顶面与基圆柱相切，两刀一高一低； 也可用滚刀加工；还可在专用机床上磨削。 制造精度较高，适用于功率较大的高速传动。 端面齿廓为延伸渐开线（故又称延伸渐开线蜗杆），法面齿廓为直线。也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工，车刀刀刃放在蜗杆齿

3、面的法向位置。 较难磨削。第6页/共35页(ZK蜗杆) 是一种非线性螺旋齿面蜗杆。 不能在车床上加工，只能在铣床上铣削、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。I-I和N-N截面都是曲线。 这种蜗杆便于磨削，精度较高，应用日渐广泛。第7页/共35页通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。ZAZA蜗杆（阿基米德蜗杆）的蜗杆（阿基米德蜗杆）的其余蜗杆法向压力角其余蜗杆法向压力角n n为标准值为标准值导程角第8页/共35页第9页/共35页第10页/共35页规定： 查查 表表查查 表表加工蜗轮一般用滚刀。滚刀的直

4、径和齿形参数（如模数滚刀的直径和齿形参数（如模数m m、螺旋线数、螺旋线数Z Z、导程角、导程角等）等） 必须与相应的蜗杆相同。必须与相应的蜗杆相同。若蜗杆分度圆直径若蜗杆分度圆直径d d1 1不作一些限制，则刀具品种和数量会很多。不作一些限制，则刀具品种和数量会很多。第11页/共35页返返 回回第12页/共35页 第13页/共35页 下表中列出的只是一部分，下表中列出的只是一部分，详细尺寸计算公式见相关书籍详细尺寸计算公式见相关书籍和手册！和手册！第14页/共35页故：失效常发生于上。蜗轮齿圈是锡青铜锡青铜制蜗轮损坏形式主要是疲劳 。蜗轮齿圈是无锡青铜无锡青铜或铸铁铸铁制蜗轮损坏形式主要是

5、。第15页/共35页 目前对胶合与磨损尚缺乏成熟的计算方法，常参照圆柱齿轮传动的计算方法，计算齿面接触疲劳强度设计齿根弯曲疲劳强度校核对蜗杆传动常按对蜗杆传动载荷变化较大，或Z290时，常只按齿 根弯曲疲劳强度设计。载荷平稳时可不校核蜗杆传动摩擦严重，发热大，效率低，对闭式蜗杆传动还需作计算，以免发生胶合。第16页/共35页（常不考虑摩擦力的影响)。圆周力径向力轴向力Ft1= Fa2=2T1d1Fr1=Fr2= Ft2 tgFa1=Fr2=d22T2 1指蜗杆。2指蜗轮。第17页/共35页F Fa1a1的方向决定了蜗轮旋向。的方向决定了蜗轮旋向。蜗杆圆周力蜗杆圆周力F Ft1t1的方向与转向相

6、反。的方向与转向相反。蜗杆径向力蜗杆径向力F Fr r的方向总指向轴心。的方向总指向轴心。第18页/共35页蜗杆蜗轮旋向判蜗杆蜗轮旋向判定定蜗轮旋向判蜗轮旋向判定定左旋用左手，右旋用右手蜗轮旋向与拇指指向相附附第19页/共35页图 11 - 2 蜗轮旋转方向的判定 第20页/共35页下列各蜗杆传动均以蜗杆为主动件，请标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮轮齿的旋向下列各蜗杆传动均以蜗杆为主动件，请标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮轮齿的旋向及蜗杆、蜗轮受力方向。及蜗杆、蜗轮受力方向。第21页/共35页青铜或铸铁蜗轮配钢制蜗杆时，ZE=160（常取11.4）查查 表表查查 图图查查 表表第22页/共35页查

7、查 图图140 如强烈冲击、蜗轮为脆性材料或开式传动时如强烈冲击、蜗轮为脆性材料或开式传动时 第23页/共35页第24页/共35页初算时取： I=64df14蜗轮分度圆直径相对而言，蜗杆属于相对而言，蜗杆属于“细长杆细长杆”，易变形，故需校刚度。，易变形，故需校刚度。第25页/共35页蜗杆传动的效率低、发热量大，须及时散热，蜗杆传动的效率低、发热量大，须及时散热，否则易使齿面胶合及加剧磨损。否则易使齿面胶合及加剧磨损。 设蜗杆输入功率为P（KW），效率为1=1000P(1-)2=dS(t0-ta)单位为W1（W）=1（J/s）空气的温度（常温为20）油温（6070，不超过80）散热面积（内可被

8、油飞溅，外可为空气冷却）散热系数（常取817W/m2）箱体上散箱体上散热片的散热片的散热面积按热面积按50%50%计。计。第26页/共35页1= 2：1000P(1-)=dS(t0-ta)：t0= ta+1000P(1-)dS油温（平衡时的工作温度）若超过此值，可采取如下措施： 设置散热片（外面）设置散热片（外面） 蜗杆轴端加风扇蜗杆轴端加风扇 在箱体油池内装蛇形冷却水管在箱体油池内装蛇形冷却水管 用循环油用循环油第27页/共35页第28页/共35页1、要求高速重载 一般蜗杆 低速或人力传动 常用常用作蜗轮的齿圈，与淬硬磨削的作蜗轮的齿圈，与淬硬磨削的蜗杆相配。蜗杆相配。2、蜗杆材料 均应均应

9、磨削磨削第29页/共35页3、蜗轮材料重要的高速蜗杆传动中 V12m/s时 V6m/s时 V2m/s时 强度足够，铸造强度足够，铸造性能好，耐冲击，性能好，耐冲击，但切削性能差，但切削性能差，抗胶合性不如锡抗胶合性不如锡青铜。青铜。抗胶合和耐抗胶合和耐磨性好，允磨性好，允许滑动速度许滑动速度V V可达可达25m/s25m/s，易切削加工，易切削加工，但贵。但贵。第30页/共35页1、蜗杆结构因直径小，常与轴制成整体，称为蜗杆轴。无退刀槽，齿部只能用铣削的方法。有退刀槽，齿部可车可铣，但该结构刚性稍差。第31页/共35页2、蜗轮结构整体式直径较小时用。直径较小时用。齿圈式可节省贵重材料，用于尺寸不大，温度变化小的场合。可节省贵重材料，用于尺寸不大，温度变化小的场合。螺栓联接式用普通螺栓或铰制孔螺栓联接齿圈与轮芯，装拆方便，用普通螺栓或铰制孔螺栓联接齿圈与轮芯，装拆方便， 用于尺寸较大和容易磨损处。用于尺寸较大和容易磨损处。镶铸式青铜铸在轮芯上，铸铁轮芯上制出青铜铸在轮芯上，铸铁轮芯上制出，以防滑动。，以防滑动。 轮芯为铸