机械设计8涡轮蜗杆课件

蜗杆传动

蜗杆传动类型和特点

失效形式、材料选择与结构

主要参数和几何关系

蜗杆传动受力分析和效率

蜗杆传动的强度计算

蜗杆传动热平衡计算§1蜗杆传动类型和特点一、特点和应用外形类似：螺旋与斜齿轮的传动从中间平面剖开：齿轮与齿条的传动1、应用P750KW（通常＜50KW），Vs35m/s（通常＜15m/s）。由于i大，可用于机床分度机构、仪器仪表中。2、特点1）工作平稳：兼有斜齿轮与螺旋传动的优点。2）i大蜗杆——1、2、4、6传递动力时：i=8~100（常用15~50）传递运动时：i=几百~上千（单头，η↓）用于传递交错轴之间的回转运动。一般：空间垂直为什么？优点：齿轮——z1>171、按蜗杆形状分圆柱蜗杆环面蜗杆锥蜗杆二、分类ZA型:阿基米德蜗杆中间平面：齿条与渐开线齿轮啮合端面：阿基米德螺旋线ZI型:渐开线蜗杆端面：渐开线,较精密传动ZN型:法向直廓蜗杆(刀具加工位置不同)圆柱蜗杆锥蜗杆：啮合齿数多，ε↑，平稳↑，承载↑。环面蜗杆：接触齿对数↑，承载↑（1.5~4）倍，

η高，但制造安装要求高。2、按蜗杆头数分单头蜗杆：i↑，自锁性↑，η↓多头蜗杆：相反3、按旋向分左旋右旋一般采用右旋二、材料vs↑减摩性↑、强度↑不能都用硬材料1、蜗轮——指齿冠部分材料：减摩材料铸锡青铜：vs≥12~26m/s铸铝青铜：vs≤10m/s，抗胶合能力差铸铝黄铜：抗点蚀能力强,耐磨性差,用于vs小场合HT、QT：vs≤2m/s大直径蜗轮：铸铁（蜗杆用青铜）2、蜗杆材料碳钢合金钢热处理硬面蜗杆：首选淬火→磨削调质蜗杆：缺少磨削设备时选用。§3圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算一、基本齿廓中间平面上基本齿廓和渐开线齿轮基本齿廓基本相同。二、模数m正确啮合条件：轴向端面∴—标准值(与齿轮不同,表13.4)——蜗杆导程角三、齿形角刀具基准齿形的齿形角：阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆：轴向齿形角法向直廓蜗杆：法向齿形角四、蜗杆分度圆直径d1（中圆直径）↓刀具数量同一m的蜗杆，应对直径d1进行限制d1为标准值πd1pxpx加工蜗轮时的滚刀与尺寸与与之啮合的蜗杆尺寸相同，但m一定时，由于z1和γ的变化，d1是变化的，即需要配备很多加工蜗轮的滚刀。传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑∴采用多头蜗杆传递运动时:保证自锁(γ≤ρ),γ↓—z1↓,采用单头蜗杆七、z1、z2蜗杆头数z1：蜗杆上蜗旋线的数目。z1=1、2、4、6等z1↑↑——加工困难传递动力：（↑传动平稳性，避免根切）(z2↑—d2↑—蜗杆轴长↑—刚度↓)∴一般取z2=32~80z1~z2：互质→均匀磨损八、i、u蜗杆主动时:九、中心距a（应按p264系列值选取）十、变位系数1、变位目的：配凑中心距；凑传动比。2、变位方法：与齿轮变位相同,靠刀具的移位实现变位。故：蜗杆尺寸不能变动，只能对蜗轮变位加工蜗轮时的滚刀与蜗杆尺寸相同，加工时滚刀只作径向移动，尺寸不变。2）a不变，齿数变化，凑i凑i：（a不变，→）§4受力分析与效率计算一、作用力圆周力：轴向力：(蜗杆主动)——啮合效率忽略Ff径向力：方向判定：1）蜗轮转向已知：n1、旋向→n2左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n22）各分力方向Fr：指向各自轮心Ft蜗杆与n1反向蜗轮与n2同向Fa蜗杆：左、右手定则蜗轮：※n2n13）旋向判定∵蜗轮与蜗杆旋向相同。v2二、传动效率与齿轮类似：1、啮合η1：近似按螺旋副计算（蜗杆主动）（蜗轮主动）ρv——当量摩擦角，说明：1）vs↑→μv↓→ρv↓油膜易形成→η1↑2）γ为影响η1的主要因素：γ↑→η1↑时，η1→max此后，γ↑→η1↓2、η2搅油效率：3、η3轴承效率：§5圆柱蜗杆传动的强度计算∵蜗轮齿强度低于蜗轮齿计算针对蜗轮一、接触强度计算校核式设计式§6温度计算（热平衡计算）由于η↓——发热大易胶合即：发热率H1=散热率H2摩擦功耗：∴冷却散去的热量：环境温度t0=20°箱内工作温度散热面积，可由13.27式估算表面传热系数，则：热平衡计算油温比t1高15℃左右，※蜗杆上置：飞溅冷却作用差若t1太高，可采取如下措施：2、蜗杆轴端装风扇1、加散热片3、外冷却压力喷油润滑4、油池内安装蛇形冷却水管习题：蜗轮蜗杆传动一、选择题1、当两轴线

时，可采用蜗杆传动。（1）平行；（2）相交；（3）垂直交错；2、在蜗杆传动中，通常

为主动件。（1）蜗杆；（2）蜗轮；（3）蜗杆或蜗轮都可以；317、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中

最易发生。（1）点蚀与磨损；（2）胶合与磨损；（3）轮齿折断与塑性变形；8、蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要针对

来进行的。（1）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度；（2）蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度；（3）蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度；（4）蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度；9、对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了

。（1）防止润滑油受热膨胀后外溢，造成环境污染；（2）防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化；（3）防止蜗轮材料在高温下力学性能下降；（4）防止蜗杆蜗轮发生热变形后，正确啮合受到破坏；10、与齿轮传动相比，

不能作为蜗杆传动的优点。（1）传动平稳，噪声小；（2）传动比可以很大；（3）可以自锁；（4）传动