蜗杆传动课件-参考

第十一章

蜗杆传动直接啮合传动，交错轴传动，一般∑=90º第十一章蜗杆传动直接啮合传动，交错轴传动，一般∑11-1蜗杆传动的类型及特点一、类型圆柱蜗杆环面蜗杆锥蜗杆普通圆柱蜗杆圆弧齿圆柱蜗杆阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）应用：不宜用于闭式，连续大功率传动。

（交错轴，效率低，摩擦大，不宜散热）11-1蜗杆传动的类型及特点一、类型圆柱蜗杆环面蜗杆锥蜗（一）、圆柱蜗杆1、普通圆柱蜗杆（1）阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）——车制蜗杆加工方便，应用最广泛特点：i大，结构紧凑；

传动平稳，噪声低；

当

，自锁蜗杆；

摩擦磨损大，

，发热大。

一般：

0.7~0.8

自锁：

0.4左右（一）、圆柱蜗杆1、普通圆柱蜗杆（1）阿基米德蜗杆（ZA蜗杆蜗杆传动课件_参考蜗杆传动课件_参考（2）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）——车制蜗杆端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为直线。（2）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）——车制蜗杆端面齿廓为延伸渐开（3）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）端面齿廓为渐开线，它相当于一个少齿数（齿数等于蜗杆头数）、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。（3）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）端面齿廓为渐开线，它相当于一个少（3）锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。（3）锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）非线性螺旋齿面蜗杆。不能在2.圆弧齿圆柱蜗杆（ZC蜗杆）蜗杆的螺旋面用刃边为凸圆弧形的刀具切成，蜗轮用范成法制造。特点：效率高（

≥0.9），承载能力大（增加50~150%）。蜗杆凹圆弧——蜗轮凸圆弧。2.圆弧齿圆柱蜗杆（ZC蜗杆）蜗杆的螺旋面用刃边为凸圆弧形（二）、环面蜗杆传动特征：蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面。（二）、环面蜗杆传动特征：蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线主要特点：效率提高：

=0.85~0.9，

承载能力大:增加2~4倍。同时啮合齿数多，容易形成润滑油膜。主要特点：效率提高：=0.85~0.9，同时啮合齿数多，（三）、锥蜗杆锥蜗杆——锥蜗轮特点：

↑i范围↑

10~360

承载能力大，效率较高

节约有色金属，制造安装方便

传动不对称，正、反转承载效率不同。（三）、锥蜗杆锥蜗杆——锥蜗轮特点：↑i范围↑10二、蜗杆传动的特点1.传动比大:一般

i=5~80，最大可达300，结构紧凑。2.传动平稳，噪声小。3.自锁蜗杆螺旋线升角

≤

v,实现自锁。缺点：因为交错轴传动，齿面相对滑动大，所以摩擦磨损大，发热大，效率低，寿命短。11-2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算中间平面：通过蜗杆轴线，垂直于蜗轮轴线的平面。即：蜗杆轴面：a1蜗轮端面：t2相当于：斜齿条——斜齿轮传动中间平面：齿形——标准齿形

参数——标准参数二、蜗杆传动的特点1.传动比大:一般i=5~80，最大可蜗杆传动课件_参考一、主要参数及其选择1、模数m，压力角

正确啮合条件：2、蜗杆分度圆直径标准化，减小刀具数目。m,q——见表11-2一、主要参数及其选择1、模数m，压力角正确啮合条件：2、蜗3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2螺距一定，头数多效率高。S=Z1pa

S——导程；

pa——螺距。3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2螺距一定，头数多效率高。S=Z动力传动

Z2<80避免根切

Z2>28弯曲强度↓蜗杆轴刚度↓一般：Z1=1~4（便于加工）动力传动Z2<80弯曲强度↓一般：Z1=1~4（便于加工4、导程角

，蜗轮螺旋角

5、传动比6、中心距a4、导程角，蜗轮螺旋角5、传动比6、中心距a二、蜗杆传动的变位特点变位的目的：避免根切、凑中心距、提高强度。变位的特点：刀具标准化，仅蜗轮变位，蜗杆不变位。二、蜗杆传动的变位特点变位的目的：避免根切、凑中心距、提高强变位方式：（两种）1.变位后齿数不变中心距变2.变位后齿数变中心距不变三、几何尺寸计算变位方式：（两种）1.变位后齿数不变中心距变2.变位后齿蜗杆传动课件_参考蜗杆传动课件_参考蜗杆传动课件_参考11-3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特点：蜗轮失效：材料（蜗杆强度高）、结构。交错轴传动：vs↑摩擦磨损↑

↓发热↑1、失效形式：闭式：润滑良好——点蚀

润滑不好——胶合开式：磨损2、设计准则：闭式：接设——弯较，热平衡计算开式：仅按弯设（或Z2>80）11-3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算一、失效形式、设计准则3、常用材料要求

：强度、耐磨性、跑合性。二、受力分析3、常用材料要求：强度、耐磨性、跑合性。二、受力分析蜗杆传动课件_参考蜗杆传动课件_参考

三、强度计算特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。设计方法：同齿轮。1.齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁按表11-2确定m,d值。校核：设计：三、强度计算特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。设计方法：同公式分析：i.载荷系数

K=KA

K

Kv工作情况系数

KA

表11-5公式分析：i.载荷系数K=KAKKv工作载荷分布平均系数

K

动载系数

KVv2

3m/s1.0—1.1v2>3m/s1.1—1.2ii.YFa2

齿形系数。载荷平稳、跑合好:K

=1不平稳、冲击:K

=1.3—1.6K

按当量齿数载荷分布平均系数K动载系数KVv23m/s蜗杆传动课件_参考iii.当N>25

107时

，取N=25

107<105时

，取N=105考虑应力校正系数后的基本许用弯曲应力。iii.当N>25107时，取N=25107<105时iv.螺旋角影响系数2.齿面接触疲劳强度——依据弹性力学赫兹公式

蜗杆：钢材料

蜗轮：铸铁、青铜

=20°iv.公式分析：i.:基本许用接触应力

表11-7

寿命系数

取法同前公式分析：i.寿命系数取法同前ii.青铜、钢、铸铁蜗杆。

iii.按表11-2确定md1iv.Z

—接触系数，图11-14四、蜗杆的刚度计算适用于：载荷大、精度高、Z2>80时，蜗杆刚度不足、变形过大、载荷集中，按轴的弯曲刚度计算。最大挠度：ii.

五、蜗杆传动精度12级

1级最高

常用6—9级6级：精度机床、分度机构。7级：主传动常用。8级：不连续传动

、低速。9级：不重要传动。11-5蜗杆传动的效率、润滑、热平衡计算一、传动效率总效率：

=

1•

2•

31.

1：啮合摩擦效率。五、蜗杆传动精度12级1级最高常用6—

V—当量摩擦角。按vs查表11-18V—当量摩擦角。按vs查表11-182.轴承摩擦效率

23.搅油损耗效率

3

一般取

2•

3=0.95—0.96设计时初选：二、蜗杆传动的润滑1.润滑剂：按齿面相对滑动vs表11-21

运动粘度表11-20

油牌号2.轴承摩擦效率23.搅油损耗效率3设计时初选：二、蜗杆传动课件_参考

润滑方法：按vs表11-21润滑目的：i.减少摩擦、磨损，

；

ii.冷却、散热；

iii.缓冲、吸振；

iv.防尘、防锈。

三、热平衡计算连续工作的闭式蜗杆传动

发热

油温

—胶合、磨损润滑方法：按vs表11-21润滑目的：i.减少摩擦热平衡条件：H1=H2发热量：

H1=1000

P

1-

散热量：

H2=

d

S

t0-ta

d：散热系数，

d=（8.15—17.45)W/(m2•

C)

空气流通取最大值。

内表面：浅油

S：散热面积

外表面：空冷热平衡条件：H1=H2发热量：H1=1000P1-t0：工作油温：

t0=60—70

C不超过80

Cta：环境温度：

ta=20

C当t0>80

C或S不足时，采取措施：i.散热片；ii.装风扇；iii.循环冷却管路。t0：工作油温：t0=60—70C不超过80蜗杆传动课件_参考蜗杆传动课件_参考11-6蜗杆、蜗轮的结构设计一、蜗杆的结构

铣制蜗杆：刚度好蜗杆轴

车制蜗杆：退刀槽二、蜗轮的结构轮辐、轮毂：同齿轮。轮缘：1.齿圈式：青铜齿圈，铸铁轮体。

过盈配合：H7/r6d=(1.2—1.5)m

紧定螺钉：4—6个

拧入深度：（0.3—0.4)B

偏轮芯：

2—3mm11-6蜗杆、蜗轮的结构设计一、蜗杆的结构蜗杆传动课件_参考

应用：尺寸不大、温差不大。2.螺栓联接式：拆装方便。

应用：尺寸大、易磨损处。3.整体浇注式

应用：铸铁或小青铜蜗轮。4.拼铸式

应用：成批生产。应用：尺寸不大、温差不大。2.螺栓联接式：拆装方便。3.蜗杆传动课件_参考例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。解：1.选择蜗杆传动类型2