《蜗杆传动民航》PPT课件.ppt

11 11 蜗杆传动蜗杆传动一、蜗杆传动的特点和类型一、蜗杆传动的特点和类型圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动1 1特点：特点：结构紧凑结构紧凑;工作平稳、噪声小工作平稳、噪声小;传动比传动比大大(一般为一般为i=5-80)i=5-80)但效率低；制造成本较高但效率低；制造成本较高用于空间交错轴间的传动，通常用于空间交错轴间的传动，通常=90=90普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动2 2、类型：、类型：普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆传动阿基米德蜗杆传动渐开线蜗杆传动渐开线蜗杆传动蜗轮加工蜗轮加工 滚刀滚制，滚刀几何参数同相配蜗杆滚刀滚制，滚刀几何参数同相配蜗杆二、二、圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸1 1、主要参数、主要参数1 1）.模数模数m m 和压力角和压力角在主平面内相当于齿条与齿轮的啮合在主平面内相当于齿条与齿轮的啮合在主平面内相当于齿条与齿轮的啮合在主平面内相当于齿条与齿轮的啮合正确啮合条件：在正确啮合条件：在中间平面内中间平面内m ma1a1=m mt2t2=m ma1a1=t2t2=20=20蜗杆轴向蜗杆轴向模数模数蜗轮端面蜗轮端面模数模数标准模数标准模数蜗轮端面蜗轮端面压力角压力角蜗杆轴向蜗杆轴向压力角压力角主平面：主平面：包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面2 2）、蜗杆导程角）、蜗杆导程角与蜗轮螺旋角与蜗轮螺旋角之关系之关系=90=90 时：时：=且旋向相同且旋向相同 d d1 1 标准系列值标准系列值 限制蜗轮滚刀数量，便于刀具标准化限制蜗轮滚刀数量，便于刀具标准化 蜗杆直径系数：蜗杆直径系数：q=dq=d1 1/m m d d1 1 =m q=m q 3 3）、蜗杆直径系数）、蜗杆直径系数 q q 及分度圆直径及分度圆直径d d1 14 4）、）、q q与导程角与导程角之关系之关系5 5）、蜗杆头数）、蜗杆头数z z1 1、蜗轮齿数、蜗轮齿数z z2 2 及传动比及传动比i ii i=n n1 1/n n2 2=z z2 2/z z1 1=d d2 2/d d1 1?d d2 2/d d1 1 但但 z z1 1 少，效率低少，效率低重载时取重载时取 z z1 1 1 1 要求自锁要求自锁 z z1 1=1 1z z1 1 过多过多,制造困难制造困难z z1 1=1-4=1-4z z2 2=i zi z1 1=28-80=28-80常取常取 z z2 2=32-63=32-636 6）、齿面间相对滑动速度）、齿面间相对滑动速度 v vs s由此可见，由此可见，v vs s v v1 1、v v2 2所以蜗杆传动摩擦损失大，所以蜗杆传动摩擦损失大，效率低。效率低。7 7）、几何尺寸计算）、几何尺寸计算中心距中心距 a a=(=(d d1 1+d d2 2)/2=)/2=m m(q q+z z2 2)/2)/21 1、失效形式和设计准则、失效形式和设计准则 三、三、蜗杆传动的失效形式、蜗杆传动的失效形式、材料和结构材料和结构因相对滑动速度因相对滑动速度V VS S大，更易大，更易胶合胶合和和磨损磨损。齿面点蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损轮齿折断轮齿折断对于大多数蜗杆传动，其承载能力主要取决于接触强度对于大多数蜗杆传动，其承载能力主要取决于接触强度设计准则：设计准则：闭式蜗杆传动，按齿面接触强度设计，闭式蜗杆传动，按齿面接触强度设计，z z2 28080或强烈冲击载荷时校核弯曲强度或强烈冲击载荷时校核弯曲强度由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上2 2、材料选择、材料选择材料要求：材料要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度碳碳 钢钢 45 45号钢号钢 调质或淬火调质或淬火蜗蜗 杆杆合金钢合金钢 20C 20Cr r、20C20Cr rM Mn nT Ti i、40C40Cr r铸锡青铜铸锡青铜 CuSn10Pb1 适合高速适合高速蜗蜗 轮轮铸铝青铜铸铝青铜 ZCuAl10Fe3 低速重载低速重载灰铸铁灰铸铁 HT200 HT200 低速轻载低速轻载减摩性好减摩性好 四、四、蜗杆传动的蜗杆传动的受力分析受力分析蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮齿在蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮齿在受到法向载荷受到法向载荷F Fn n的情况下，可分解出的情况下，可分解出在不计摩擦力时：在不计摩擦力时：径向载荷径向载荷F Fr r、周向载荷、周向载荷F Ft t、轴向载荷轴向载荷F Fa a。T T2 2=iTiT1 1F Ft t、F Fr r 同斜齿轮同斜齿轮F Fa a用主动轮左右手定则用主动轮左右手定则判断，一般蜗杆主动。判断，一般蜗杆主动。各力方向：各力方向：各力关系：各力关系：五、五、蜗杆传动的蜗杆传动的强度计算强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度计算特点：特点：蜗轮齿面接触强度条件蜗轮齿面接触强度条件1 1 1 1）强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）2 2 2 2）中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，）中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，）中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，）中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，蜗轮类似斜齿轮蜗轮类似斜齿轮蜗轮类似斜齿轮蜗轮类似斜齿轮因此，因此，蜗轮轮齿的强度计算与斜齿轮相似，蜗轮轮齿的强度计算与斜齿轮相似，其强度公式可仿照斜齿轮的计算方法推导其强度公式可仿照斜齿轮的计算方法推导H H 为蜗轮材料的许用接触应力为蜗轮材料的许用接触应力,见表见表7-117-11、7-127-12。Z Z2 280-10080-100、蜗轮为脆性材料、且受强烈冲击蜗轮为脆性材料、且受强烈冲击开式传动开式传动实践证明实践证明才进行弯曲强度计算才进行弯曲强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算设计式设计式ZZ接触系数。接触系数。Z ZE E弹性系数弹性系数END