机械课件含动画第十章蜗杆传动

第十章蜗杆传动了解蜗杆传动的特点、类型及应用；掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及选用原则；掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料及其选用原则；掌握蜗杆传动的受力分析；第十章蜗杆传动掌握蜗杆传动的强度计算。了解对蜗杆传动进行效率计算和热平衡计算的意义和方法，以及提高传动效率和散热能力的措施。重点：蜗杆传动的失效形式，蜗杆传动的受力分析、方向判断，蜗杆传动的设计。难点：受力分析第十章蜗杆传动§10-1蜗杆传动的组成和特点1、概述

组成：蜗杆和蜗轮一、蜗杆传动的组成和特点2、蜗杆传动的类型1）、按蜗杆形状分类圆柱蜗杆传动

环面蜗杆

锥蜗杆

2）.按刀具加工位置分阿基米德蜗杆

渐开线蜗杆

ZA:垂直于蜗杆轴线的截面内为阿基米德螺旋线ZI:垂直于蜗杆轴线的截面内为渐开线3.蜗杆的旋向判断精度一般为：7、8、9

4.蜗杆传动的特点优点：单级传动可得到很大的传动比；结构紧凑，传动平稳，无噪声；蜗杆导程角很小时，能实现自锁缺点：传动效率低，传动功率小；磨损较大。一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数

1.模数m和压力角α§10-2圆柱蜗杆传动的主要参数da1d1df2d2da2de2a中间平面（或主平面）；此面内的参数为基准Σ=90°，蜗杆蜗轮旋向相同，且γ=90°-β1=β2正确啮合的条件理论：点接触实际：线接触方法：对偶法df12.导程角γ和蜗杆直径系数q↑效率↑，要求高效率时，一般

=15-30°；当<30°能够自锁当↑效率↑，但是太大，加工困难，且蜗杆的强度和刚度降低2.导程角γ和蜗杆直径系数q3.蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2头数：1~4头数越多，效率越高。根据效率和传动比选择V2V2V1Vs4.齿面间滑动速度两构件重合点间的速度关系Ca5.标准中心距影响蜗杆分度圆直径蜗轮分度圆直径齿顶高、齿根高蜗杆轴向齿矩蜗轮端面齿矩中心矩表10-3二、普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算一、蜗杆传动的失效形式及材料选择齿面胶合齿面点蚀主要失效形式

§10-3蜗杆传动的失效形式材料和结构齿面磨损一、蜗杆传动的失效形式和材料选择常用材料蜗杆：40、45、40Cr蜗轮：锡青铜，铝青铜，要求：1）足够的强度

2）良好的减摩、耐磨性

3）良好的抗胶合性球墨铸铁或铸铁调质，表面淬火§10-3蜗杆传动的失效形式材料和结构二、蜗杆、蜗轮的结构蜗杆：蜗轮：通常采用组合式结构一般和轴制成一体：蜗杆轴§10-3蜗杆传动的失效形式材料和结构二、蜗杆、蜗轮的结构1、蜗杆——一般与轴成一体2、蜗轮轮齿部分—青铜

轮毂部分—钢

齿圈式

螺栓联接式

整体浇铸式

拼铸式

一、圆柱蜗杆受力分析§10-4圆柱蜗杆传动的受力分析二、力的方向、旋转方向判断力的大小：

圆周力轴向力径向力一、蜗杆传动的受力分析Fr2Ft1Fa2Ft2Fa1Fr1蜗杆和蜗轮上的转矩：CCFt—主反从同Fr—指向各自的转动中心Fa1—蜗杆：左(右)手定则轴向力径向力圆周力蜗轮转向的判别：Fa1的反向即为蜗轮的转向例题二、力的方向、旋转方向的判断Fa例题：判定下列蜗杆传动中蜗杆蜗轮的转向例题：欲使中间轴上的轴向力相互抵消，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向，并在图中标出各轮轴向力的方向。§10-5圆柱蜗杆传动的强度计算一、蜗轮齿面接触疲劳强度计算按主平面内渐开线齿轮与齿条啮合进行强度计算

校核公式钢制蜗杆与青铜或铸铁蜗轮

设计公式定m,d1（表10-1）

三、例题试设计由一电动机出动的单级圆柱蜗杆减速器中的蜗杆传动。电动机功率为P1=5.5KW,转速n1=960r/min,传动比i=21,载荷平稳，单向传动。解：二、许用应力的选择例题：试设计由一电动机出动的单级圆柱蜗杆减速器中的蜗杆传动。电动机功率为P1=5.5KW,转速n1=960r/min,传动比i=21,载荷平稳，单向传动。解：1.选择材料、确定许用应力蜗杆40Cr,45~50HRC;蜗轮10-3铝青铜；估计Vs=5m/s,表10-7，2.选择蜗杆头数3.确定蜗轮轴的转速和转矩4.确定m和d15.确定中心矩a=0.5m(q+z2)=0.5*10(9+42)=255mm6.验算滑动速度§10-6圆柱蜗杆传动的效率、

润滑和热平衡计算一、蜗杆传动的效率——由啮合摩擦损耗所决定的效率——轴承摩擦决定的效率——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率—当量摩擦角查表10-8

可根据蜗杆头数估取传动效率（闭）

10.70～0.75

20.75～0.82

30.87～0.92γ增大，效率提高，常用多头蜗杆γ≤ρ’，蜗杆传动具有自锁性二、蜗杆传动的润滑目的：1）提高效率；2）降低温升，防止胶合和磨损润滑油粘度及选择——表9-5

润滑方式的选择——Vs润滑油量、浸油深度

三、蜗杆传动热平衡计算齿面间润滑油被稀释,加剧磨损,甚至出现胶合。

效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降原因:目的：达到热平衡，保持润滑油粘度5~10m/s，油池浸油润滑10~15m/s，压力喷油润滑如果蜗杆传动功率为P1（KW）,效率为1）蜗杆传动单位时间的发热量为2）自然冷却单位时间散热量为αt——箱体表面传热系数

A——箱体散热面积

t——油的工作温度

t0——环境温度

为了保持润滑油粘度，必须系统散热=系统产热可得到热平衡时的温差例题：试计算例10-2蜗杆传动的效率。已知散热面积A=1.2m2,试计算润滑油的温升。解：1）传动效率

Vs=4.6m/s，由表10-8得