项目45 蜗轮和蜗杆

1、项目项目45 蜗轮和蜗杆蜗轮和蜗杆 知识点：知识点： 一、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数一、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数 二、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算二、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算 三、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则三、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则 技能要求：技能要求： 一、能计算蜗杆传动的几何尺寸一、能计算蜗杆传动的几何尺寸 二、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则二、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则润滑的方式润滑的方式蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构(交错角一般为90)。由主动件蜗杆和从动件蜗轮组成蜗杆的形状象个圆柱形螺纹的螺杆蜗杆的旋向：右旋蜗杆和左旋蜗杆 （一般为右

2、旋）蜗杆的头数：单头蜗杆(蜗杆上只有一条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿)双头蜗杆(蜗杆上有两条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿)依此类推，设蜗杆头数为 （一般z1 ），蜗轮齿数为z2 、则传动比i为： 蜗轮形状象斜齿轮，只是它的轮齿沿齿长方向又弯曲成圆弧形，以便与蜗杆更好地啮合。 圆柱面蜗杆传动任务一、蜗杆传动的特点任务二、蜗杆传动的类型任务二、蜗杆传动的类型1.按蜗杆形状:其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。阿基米德蜗杆（ZA）渐开线蜗杆(ZI)法向直廓蜗杆(ZN) 锥面包络蜗杆(ZK)圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动普通

3、圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。 2.按轮齿旋向3.按工作条件:闭式,开式,半开半闭圆弧圆柱蜗杆的轴向齿廓为凹圆弧形，相配蜗轮的齿廓为凸圆弧形。在中间平面内，蜗杆与蜗轮间形成凹凸齿廓啮合。圆弧圆柱蜗杆传动具有效率高（达90以上），承载能力大（约为普通圆柱蜗杆传动的1.5 2.5倍），传动的比范围大，体积小等优点，适用于高速重载传动，有逐渐

4、取代普通圆柱蜗杆传动的趋势。 圆柱面蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动任务三、蜗杆传动主要参数任务三、蜗杆传动主要参数1.模数和压力角中间平面:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面(蜗杆轴面,蜗轮端面) 蜗杆传动的设计计算都是以中间平面内的参数和几何关系为标准。在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 正确啮合条件ma1=mt2=ma1=t2=200=2、导程角在m和d1为标准值时，z1越大传动效率越高，传递动力时要求效率高=15 -30 且应采用多头蜗杆越小传动效率越低,要求反行程自锁时28)，否则将使传动平稳性变差。 z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大

5、，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。（Z1与Z2的荐用值表）a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)5.中心距4、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，蜗杆的尺寸参数与加工蜗轮的蜗轮滚刀尺寸参数相同，为了限制滚刀的数目及便于滚刀的标准化，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1。直径d1与模数m的比值(q= d1 m)称为蜗杆的直径系数。q=d1/m q称为蜗杆的直径系数d1=mqq值越小，即蜗杆直径 d1 越小，则升高越大，传动效率越高，但直径 d1 变小会导致蜗杆的刚度和强度削弱，设计时应综合考虑。

6、二.蜗杆传动的几何尺寸d1=mqd2=mZ2ha1=ha2=ha*m=mhf1=hf2=(ha*+c*)m=1.2mda1=d1+2ha1=(q+2)mda2=d2+2ha2=(z2+2)mdf1=d1-2hf1=(q-2.4)mdf2=d2-2hf2=(z2-2.4)ma=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)1111tandmzdmz一、齿面间滑动速度一、齿面间滑动速度VS 较大的较大的V VS S引起：引起：1 1、易发生齿面磨损、易发生齿面磨损和胶合和胶合2 2、如润滑条件良好、如润滑条件良好（形成油膜条件）则较（形成油膜条件）则较大的大的V VS S则有助于形成润则有助于形成润滑

7、油膜，减少摩擦、磨滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率损，提高传动效率 、 分别为蜗杆、蜗分别为蜗杆、蜗轮在节点轮在节点C C的速度的速度为蜗杆导程角为蜗杆导程角任务四、蜗杆传动的失效形式及计算准则任务四、蜗杆传动的失效形式及计算准则 1、蜗杆传动的失效形式（主要是蜗轮失效）闭式传动：胶合点蚀开式传动：磨损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 2、蜗杆传动的强度计算准则闭式传动：开式传动:齿根弯曲疲劳强度计算 蜗杆、蜗轮的常用材料蜗杆、蜗轮的常用材料要求：1）足够的强度；2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性；因此常采用青铜作蜗轮齿圈，与淬硬磨削的钢制蜗杆相配。 蜗杆常

8、用材料为碳素钢和合金钢，要求齿面光洁并且有较高硬度。一般蜗杆可采用45，40等碳素钢，调质处理，硬度为220250 HBS。对高速重载的蜗杆常用20Cr，20 crMnTi，渗碳淬火到5662 HRc；或40r，38 SiMnMo，表面淬火到4555HRC，并应磨削。 蜗轮常用材料为青铜和铸铁。铸造锡青铜，如zCuSnl0P1，zcuSn5Pb5Zn5，抗胶合，耐磨性能好，易切削加工，但价格贵，一般用于高速(v25 ms)重要场合。铝铁青铜，如zCuA1l0Fe3，具有足够强度，并耐冲击，价格也低，但切削性能和抗胶合性能较差，故不适于高速，常用于Vs5m/s的场合；7级精度常用于v7.5m/s的动力传动；8级精度常用于每昼夜只有短时工作的低速传动（v3m/s)。1.蜗杆传动的精度等级2.蜗杆传动的标记蜗杆的标记：类型，m,d1,旋向（R,L）,Z1