蜗杆传动课件

第十九

章蜗杆传动(WormGears)内容提要：1.蜗杆传动的特点蜗杆传动的受力分析2.蜗杆传动的类型4.蜗杆传动的设计计算形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β1很大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。1ω1所得齿轮称为蜗杆,而啮合件称为蜗轮。蜗杆2ω2蜗轮第十九

章蜗杆传动§19.1概述改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，所得蜗轮蜗杆为线接触。点接触线接触蜗杆传动一、蜗杆传动的特点优点：结构紧凑，传动比大，可传递空间交错轴间的运动和动力；当蜗杆导程角很小时，能实现反行程自锁；2.传动平稳，噪声低；缺点：1.传动效率低，发热量大；蜗轮齿圈一般用青铜制造，成本较高。蜗杆传动蜗杆传动二、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动蜗杆传动圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)阿基米德蜗杆传动(ZA)渐开线蜗杆传动(ZI)法向直廓蜗杆传动(ZN)锥面包络蜗杆传动(ZK)圆弧圆柱蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)γ

阿基米德螺线2α单刀加工蜗杆传动三、蜗杆传动的精度等级及其选择精度等级5级6级7级8级9级应用齿轮机床分度副读数装置的精密传动、电动机调速传动等齿轮机床或高精度机床的进给系统、工业用高速或重载系统调速器、一般读数装置一般机床进给传动系统、工业用一般调速器及动力传动装置圆周速度较小、每天工作时间较短的传动低速、不重要的传动或手动机构蜗轮圆周速度v2/ms-1≥7.5≥5≤7.5≤3≤1.5蜗杆传动§19.2蜗杆传动的主要参数与几何尺寸一、蜗杆传动的主要参数（主平面内）1.模数和压力角导程角为了减少加工蜗轮滚刀的数量，规定d1只能取标准值。定义s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。d1esd22.蜗杆分度圆直径d1和直径系数q表19-2蜗杆传动4.蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2蜗杆传动3.蜗杆分度圆柱导程角===5.传动比i，中心距az1=1，2，4，6；z2＝32～80中心矩取标准系列P524d1γ1β1蜗杆传动二、蜗杆传动的变位目的：调整中心距或调整传动比。蜗杆传动未变位蜗杆传动的中心距：变位蜗杆传动的中心距：变位系数或一般－0.7≤x≤0.8三、蜗杆传动的几何计算见P526蜗杆传动§19.3蜗杆传动的设计计算一、失效形式、计算准则及常用材料1.失效形式：计算准则：只进行条件性计算，胶合和磨损的影响在确定许用应力时考虑蜗轮齿面胶合、磨损、点蚀和轮齿破坏等闭式蜗杆传动：先按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核；进行热平衡计算开式蜗杆传动：只进行齿根弯曲疲劳强度计算蜗杆传动3.常用材料表19-5蜗杆材料及工艺要求蜗杆材料热处理硬度表面粗糙度参数Ra/m404540Cr40CrNi42SiMn表面淬火（45～55）HRC1.60～0.8020Cr20CrMnTi12CrNi3A表面渗碳淬火（58～63）HRC1.60～0.8045调质≤270HBS6.3表19-6常用蜗轮材料的强度极限ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn­2HT200HT150砂型金属型砂型金属型离心铸砂型金属型离心铸砂型砂型抗拉强度b/MPa220250180200200400500500200150屈服点s/MPa140200808090200200抗弯强度bb/MPa400330适用滑动速度vs/ms-11226101282===蜗杆传动Fx1Ft1FnFr1==二、蜗杆传动的受力分析蜗杆传动习题：标出图中未注明的蜗杆或蜗轮的传动方向及螺旋线方向，绘出蜗杆和蜗轮在啮合点处的各分力方向（均为蜗杆主动）。蜗杆传动三、蜗杆传动的承载能力计算（一）、蜗轮齿面接触疲劳强度计算L——接触线长度，蜗杆传动取，，=对于阿基米德蜗杆：=将、代入：=蜗杆传动引入量纲为1的参数（接触系数）z

:可查图19－5==取，则蜗杆传动的接触疲劳强度验算式可写为：设计时由i选取，当i＝70～20时，取0.3～0.4，当i＝20～5时，取0.4～0.5蜗杆传动设计公式为：计算模数：表19-8铸造锡青铜的基本许用接触应力[H]’蜗轮材料铸造方法蜗杆齿面的硬度≤45HRC＞45HRC铸锡磷青铜ZCuSn10Pl砂型铸造150180金属型铸造220268铸锡铅锌青铜ZCuSn5Pb5Zn5砂型铸造113135金属型铸造128140离心铸造158183蜗杆传动表19-9灰铸铁及铸造铝青铜的许用接触应力[H]材料滑动速度Vs/（m/s）蜗杆蜗轮<0.250.250.5123420或20Cr渗碳淬火，45钢淬火，齿面硬度大于45HRC灰铸铁HT15020616615012795灰铸铁HT200250202182154115铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe323019018017316315414945钢或Q275灰铸铁HT15017213912510679灰铸铁HT20020816815212896蜗杆传动设计公式为：100°0.667（二）、蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算蜗杆传动表19-11蜗轮的基本许用弯曲应力[F]’/MPa蜗轮材料铸锡磷青铜ZCuSn10Pl铸锡铅锌青铜ZCuSn5Pb5Zn5铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe3灰铸铁HT150HT200铸造方法砂模铸造金属模铸造砂模铸造金属模铸造砂模铸造金属模铸造砂模铸造N=106单侧工作4056263280904048N=106双侧工作2940222657642834蜗杆传动四、蜗杆传动的效率蜗杆传动的啮合效率；考虑搅油损耗的效率，一般取0.96~0.99当蜗杆主动时轴承效率，滚动轴承0.99，滑动轴承0