机械设计第5章：蜗杆传动2016

1、第五章第五章F概述F蜗杆传动主要参数F蜗杆传动受力分析F蜗杆蜗轮失效形式F蜗杆传动材料选择F蜗杆传动设计计算F蜗杆传动结构设计F概述F蜗杆传动主要参数F蜗杆传动受力分析F蜗杆传动失效形式F蜗杆蜗轮材料选择F蜗杆传动设计计算F蜗杆传动结构设计第一节第一节机械传动分类及特点机械传动分类及特点机械传动的特点主要体现在传动效率、单级传动比、传动功率、中心距、传动准确性、无级调速、过载保护、寿命、噪声、价格等等机械传动分类机械传动分类 直接接触传动直接接触传动 有中间机件的传动有中间机件的传动摩擦传动 摩擦轮传动 带传动 绳传动 摩擦无级变速器 摩擦无级变速器啮合传动 齿轮传动 链传动 蜗杆传动 同步带

2、传动 螺旋传动 凸轮机构等齿轮传动的分类齿轮传动的分类齿轮传动平面齿轮传动空间齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动传递相交运动传递交错运动内啮合外啮合齿轮齿条直齿斜齿曲线齿交错轴斜齿轮蜗杆蜗轮准双曲面齿轮人字齿齿轮运动蜗杆传动的功能及特点蜗杆传动的功能及特点传递空间交错轴间的运动或动传递空间交错轴间的运动或动力力功能功能优点缺点n传动比大 i = 780n结构紧凑n传动平稳(逐渐进入和退出啮合)n噪声小n有自锁性(蜗杆升角当量摩擦角)n摩擦发热大n传动效率低 0.70.8n需要消耗有色金属n制造工艺复杂，成本高n不适于大功率长期工作通常二轴交角通常二轴交角9090 ；蜗杆主动，蜗轮被动；蜗

3、杆主动，蜗轮被动 蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能的场合。 蜗杆传动的分类（蜗杆传动的分类（1）蜗杆整体形状l圆柱蜗杆传动l环面蜗杆传动l锥蜗杆传动蜗杆传动的分类（蜗杆传动的分类（2）阿基米德蜗杆（ZA型） 蜗杆齿面为阿基米德螺旋面，端面齿廓为阿基米德曲线；中间平面上的啮合相当于齿条齿轮啮合。通常在无需磨削加工的情况下广泛采用，需要时要采用特制截面形状的砂轮。渐开线蜗杆（ZI型）端面齿廓为渐开线，与蜗杆基圆柱相切的截面上齿廓是直线，所以使用专用机床可以用平面砂轮磨削，容易得到高精度。法向直廓蜗杆（ZN型）螺线的导程角很大。加工时刀具的切削平面在垂至于齿

4、槽（或齿厚）中点螺旋线的法平面内。可以磨削出极接近于延伸渐开线蜗杆的轮廓，可与蜗轮得到正确啮合。圆弧蜗杆传动（ZC型）用具有圆弧形刀刃的刀具切出具有凹圆弧齿廓的螺旋线。在基本条件相同时，比普通圆柱蜗杆传动承载能力约大50，效率约高815。传动比大、速度高时效果更为明显。2轴面呈齿条（直廓）轴面呈齿条（直廓）阿基米德螺旋线阿基米德螺旋线刃面过轴面刃面过轴面蜗杆螺旋面形状（圆柱蜗杆传动）蜗杆传动的分类（蜗杆传动的分类（2）蜗杆螺旋面形状（圆柱蜗杆传动）阿基米德蜗杆（ZA型）蜗杆齿面为阿基米德螺旋面，端面齿廓为阿基米德曲线；中间平面上的啮合相当于齿条齿轮啮合。通常在无需磨削加工的情况下广泛采用，需要

5、时要采用特制截面形状的砂轮。 渐开线蜗杆（ZI型）端面齿廓为渐开线，与蜗杆基圆柱相切的截面上齿廓是直线，所以使用专用机床可以用平面砂轮磨削，容易得到高精度。法向直廓蜗杆（ZN型）螺线的导程角很大。加工时刀具的切削平面在垂至于齿槽（或齿厚）中点螺旋线的法平面内。可以磨削出极接近于延伸渐开线蜗杆的轮廓，可与蜗轮得到正确啮合。圆弧蜗杆传动（ZC型）用具有圆弧形刀刃的刀具切出具有凹圆弧齿廓的螺旋线。在基本条件相同时，比普通圆柱蜗杆传动承载能力约大50，效率约高815。传动比大、速度高时效果更为明显。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII凸廓凸廓直廓直廓凸廓凸廓渐开线渐开线db刃面切于基圆柱面

6、刃面切于基圆柱面蜗杆传动的分类（蜗杆传动的分类（3）蜗杆螺旋线方向蜗杆螺旋线头数一般采用右旋。单头：主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动必须采用单头。多头：主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。F概述F蜗杆传动主要参数F蜗杆传动受力分析F蜗杆传动失效形式F蜗杆蜗轮材料选择F蜗杆传动设计计算F蜗杆传动结构设计第二节第二节垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面，称为中间平面（主平面）。在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。顶隙c0.2m（必要时0.15m80）闭式齿轮传动：齿面胶合（非锡青铜）、 点蚀（锡青铜）由于蜗杆径向尺寸小，轴向尺寸大，有时发生因蜗杆强度和刚度不足的失效。设计计算准则设计计算准则闭式传动：折断(Z2 80)齿面接触强度条件HHPss轮齿弯曲强度条件FFPss温升热平衡计算t 4 m/s时蜗杆上置时蜗杆上置有利于润滑有利于润滑 避免过大的搅油损失避免过大的搅油损失 F概述F蜗杆传动主要参数F蜗杆传动受力分析F蜗杆传动失