《机械原理与机械设计 （下册） 第4版》 课件 第19章-蜗杆传动

第十九章蜗杆传动一、功用传动比大，结构紧凑；工作平稳，噪声小；导程角小时，可实现反行程自锁；相对滑动显著，效率低，发热量大；蜗轮齿圈常用青铜制造，成本较高。第一节概述概述二、特点传递空间交错轴间的运动和动力。1三、类型圆柱蜗杆传动

√环面蜗杆传动锥蜗杆传动分类标准：蜗杆形状、成型方法、齿廓曲线2概述法向直廓蜗杆传动(ZN)锥面包络蜗杆传动(ZK)阿基米德蜗杆传动(ZA)√渐开线蜗杆传动(ZI)普通圆柱蜗杆传动3概述四、精度等级精度等级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/m

s-1≥7.5≥5≤7.5≤3≤1.5制造精度对传动性能影响显著；国标规定12个精度等级，1级最高。4概述第二节蜗杆传动的主要参数与几何尺寸蜗杆传动的主要参数与几何尺寸渐开线齿条/齿轮啮合正交平面51.模数和压力角2.蜗杆分度圆柱导程角一、蜗杆传动的主要参数正确啮合条件旋向相同6蜗杆传动的主要参数与几何尺寸模数一定时，d1与头数、导程角有关；加工蜗轮时，对于同一模数，需备多把滚刀；为减少刀具规格，实现刀具尺寸标准化，国家标准规定d1

亦为标准值，且对于同一模数d1不多于4种（表19-2）。3.蜗杆分度圆直径与直径系数7直径系数蜗杆传动的主要参数与几何尺寸4.蜗杆头数和蜗轮齿数(1)推荐值：1、2、4、6

，根据传动比选择（表19-3）；(2)头数多，效率高，但制造困难；头数少，效率低，但传动比大；(3)要求反行程自锁时，取1。(1)为增加啮合齿对数，使传动平稳，并避免根切，蜗轮齿数≥30；(2)为避免蜗轮直径过大，致使蜗杆刚度不足，或因模数过小，致使蜗轮齿根弯曲强度不足，蜗轮齿数≤100；(3)一般取值范围：32~80。（圆整）8蜗杆传动的主要参数与几何尺寸5.传动比和中心距9传动比公称值：5、7.5、10、12.5、15

20、30、40、50、60、70、80中心距：25、32、40、50、63、80、100125、140、160、180、200、225、250280、315、355、400、450、500蜗杆传动的主要参数与几何尺寸目的：调整中心距或调整传动比。方法：改变滚刀相对蜗轮毛坯的径向位置。二、蜗杆传动的变位未变位正变位x>010蜗杆传动的主要参数与几何尺寸特点：蜗杆尺寸保持不变，蜗轮尺寸发生变化；

蜗杆节线位置变化，蜗轮节圆与分度圆永远重合。未变位的中心距变位的中心距(摩擦学性能)

－0.7≤x≤0.8(接触强度)变位系数中心距不变，调整传动比：11蜗杆传动的主要参数与几何尺寸传动比不变，调整中心距：变位系数三、蜗杆传动的几何计算表19-412蜗杆传动的主要参数与几何尺寸第三节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2.计算准则进行条件性计算，胶合、磨损因素影响在确定许用应力时考虑。闭式：按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核；散热性差，必须进行热平衡计算。开式：通常只需进行齿根弯曲疲劳强度计算。蜗杆轮齿强度更高，失效总是先发生在蜗轮轮齿上；齿面胶合、齿面点蚀(闭式传动)与齿面磨损(开式传动)等。13蜗杆传动的设计计算3.常用材料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≤270HBW6.3ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn­2HT200HT150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/MPa220310180200200490540540200150屈服点

s/MPa140200808090200200抗弯强度

bb/MPa400330适用滑动速度vs/m

s-1

12

26

10

12

8

2强度足够，减摩性和摩擦相容性良好；齿面硬度差→抗胶合能力14蜗杆传动的设计计算二、蜗杆传动的受力分析作用点、方向、大小15蜗杆传动的设计计算16蜗杆传动的设计计算思考题：17蜗杆传动的设计计算思考题：18蜗杆传动的设计计算三、蜗杆传动的承载能力计算1.蜗轮齿面接触疲劳强度计算19蜗杆传动的设计计算两平行圆柱体接触20蜗杆传动的设计计算校核公式设计公式213－蜗轮许用接触应力（表19-9~表19-11）－接触系数（根据图19-5查取）；设计时，根据传动比选取－弹性系数（表18-9）蜗杆传动的设计计算22初定中心距后，按计算蜗杆分度圆直径再由表19-2

，选取蜗杆模数及分度圆直径的标准值。蜗杆传动的设计计算计算模数2.蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算23蜗杆传动的设计计算斜齿圆柱齿轮：蜗轮：（校核公式）（设计公式）－蜗轮齿形系数（表19-8，按选取）－螺旋角系数，－蜗轮许用弯曲应力（表19-9、表19-12）24蜗杆传动的设计计算蜗杆传动的设计计算3.蜗轮的许用应力(1)许用弯曲应力—基本许用弯曲应力(已计入齿根应力修正系数)，表19-12—弯曲寿命系数，9若，取若，取25蜗杆传动的设计计算(2)许用接触应力—基本许用接触应力，表19-10—接触寿命系数，8若，取若，取灰铸铁、铸造铝铁青铜铸锡青铜抗胶合能力较差，须按相对滑动速度确定许用应力，表19-11抗胶合能力较好，可按齿面点蚀确定许用应力26四、蜗杆传动的效率每对滚动轴承每对滑动轴承27设计时参考表19-13表19-14，根据插值蜗杆传动的设计计算五、蜗杆传动的润滑低速，油池润滑；高速，