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1、第十二章 蜗杆传动 121 蜗杆传动的类型及特点 一、蜗杆传动的类型 1、按蜗杆形式分类圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 2 按刀具加工位置分 阿基米德蜗杆 法向直廓蜗杆 渐开线蜗杆 二、蜗杆传动的特点 1、传动比大 2、连续啮合,传动平稳 3、具有自锁性 4、效率较低 2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 蜗杆加工 蜗轮加工 mdq1直径系数 3、蜗杆头数Z1 122 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 一、主要参数及其选择 主平面 1、模数m和压力角 4、导程角 5、传动比 i 和齿数比 u 主从ZZi 小大ZZu 6、蜗轮齿数Z2 28min2Z80max2Z7、标准中心距 a )(
2、21)(2212ZZmZqma如图 二、蜗杆传动变位的特点 变位的目的 蜗轮变位 1)中心距改变 ,Z2不变, ,传动比i12不变 aa 22ZZ 2)中心距不变, Z2改变 aa 22ZZ 12121212ZZiZZi三、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2,蜗轮齿宽B,蜗轮齿宽角,蜗杆齿宽b1等123 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 一、失效形式,设计准则及常用材料 齿面胶合 过度磨损闭式传动: 按齿面接触疲劳强度设计 校核齿根弯曲疲劳强度 计算热平衡 蜗杆刚度 蜗轮 常用材料 蜗杆: 40、45、40Cr 蜗轮: 铸造锡青铜, 铸造铝铁青铜 要求:1)足够的强度
3、2)良好的减摩、耐磨性 3)良好的抗胶合性二、蜗杆传动的受力分析力的大小 21112atFdTF12222atFdTFtgFFFtrr221圆周力 轴向力 径向力 Ft主反从同 力的方向和蜗轮转向的判别 Fr指向各自的轴线 Fa1蜗杆左右手螺旋定则 轴向力 径向力圆周力 蜗轮转向的判别 : Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向判定蜗轮转向 例1 判定蜗轮转向 例2三、蜗杆传动的强度计算1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 HPEHaKTZZ/32校核公式 ZE材料的弹性系数 ZP接触系数 (1)当蜗轮材料 , 许用应力 查表10-6 MPB300H(2)若蜗轮材
4、料 ,许用应力与循环次数有关MPB300OHHNHK 基本许用接触应力,表10-7 OH接触强度寿命系数 HNK8710NKHN设计公式 322HPEZZKTa定m , q(表10-2) 2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合 FFaFYYmddKTcos53. 12212YFa2 蜗轮齿形系数 当量齿数,图10-15 FnoFFK蜗轮基本许用应力,表10-8oF设计公式 YYZKTdmFaF22212cos53. 1(表10-2)定m、d1 四、蜗杆的刚度计算 计算模型: 简支梁 集中载荷: 2121rtFFP蜗杆最大挠度: 4832121yLEIFFyrt10001d
5、y 五、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择 高 低 精度等级 1,2,6,7,8,9,10,11,12 远景 常用124 蜗杆传动的滑动速度及效率 一、蜗杆传动的滑动速度 V1 蜗杆节点圆周速度 V2蜗轮节点圆周速度 1111cos100060cosVndVVS蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs 较大的VS引起:1、易发生齿面磨损和胶合 2、如润滑条件良好 , 有助于形成润滑油膜,减少摩擦、磨损,提高传动效率 二、蜗杆传动的效率 321由啮合摩擦损耗所决定的效率 1)(/1Vtgtg轴承的效率 2蜗杆或蜗轮搅油引起的效率 3 当量摩擦角 查表10-9 V蜗杆传动设计时,可根据蜗杆头数估取传动效率 Z
6、1 1, 2, 4, 6效率 0.7, 0.8, 0.9, 0.95125 蜗杆传动的润滑及热平衡计算 一、蜗杆传动的润滑 目的:1)提高效率; 2)降低温升,防止磨损和胶合1、润滑油表10-10 2、润滑油粘度及给油方法表10-11 3、润滑油量 浸油深度 231ad二、蜗杆传动热平衡计算 润滑油在齿面间被稀释,加剧磨损和胶合。 效率低,发热大,温升高,润滑油粘度下降原因设蜗杆传动功率为P( K W),效率为 蜗杆传动单位时间的发热量为 )1 (10001PH自然冷却方式,单位时间散热量为 02ttSKHdKd箱体表面散热系数 S 箱体散热面积 t 油的工作温度 t0环境温度 达到热平衡时 011000ttSKPd可得到热平衡时的温度 CtCSKPttd80)()1 (10000如 t 80时措施: 1 加散热片以增大散热面积 2
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