第6章蜗杆传动.ppt

本章目录本章目录下一页下一页退出退出总目录总目录第一节第一节 蜗杆蜗杆传动的类型、特点传动的类型、特点及及应用应用第三节第三节 蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料计算准则及常用材料第四节第四节 圆柱圆柱蜗杆传动的受力分析和计算载荷蜗杆传动的受力分析和计算载荷第五节第五节 圆柱圆柱蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算第六节第六节 蜗蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算杆传动的效率、润滑及热平衡计算第二节第二节 圆柱蜗圆柱蜗杆杆传动的传动的主要参数和几何尺寸计算主要参数和几何尺寸计算第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应及应用用一、蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的类型按蜗杆形状分圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动1.圆柱蜗杆传动第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用刀具加工位置不同形成的轴横端面齿廓形状不同：（1）阿基米德蜗杆（2）延伸渐开线蜗杆（3）渐开线蜗杆（4）锥面包络蜗杆蜗杆加工蜗杆加工可在车床上用直刃车刀完成普通圆柱蜗杆传动第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用阿基米德蜗杆（轴向直廓蜗杆）直刃梯形车刀直刃梯形车刀顶刃面通过蜗顶刃面通过蜗杆轴线杆轴线轴横端面齿廓轴横端面齿廓:阿基米德螺线阿基米德螺线轴向齿廓：轴向齿廓：直线直线第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用延伸渐开线蜗杆（法向直廓蜗杆）直刃梯形车刀直刃梯形车刀顶刃面通过螺顶刃面通过螺旋线的法剖面旋线的法剖面轴横端面齿廓轴横端面齿廓:延伸渐开线延伸渐开线法向齿廓：法向齿廓：直线直线第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用渐开线蜗杆上、下两把车刀上、下两把车刀顶刃面与基圆相切顶刃面与基圆相切轴横端面齿廓轴横端面齿廓:渐渐开线开线滚刀滚铣加工，可滚刀滚铣加工，可磨削，精度高磨削，精度高第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用锥面包络圆柱蜗杆直母线梯形刃圆盘直母线梯形刃圆盘铣刀铣齿，平面砂铣刀铣齿，平面砂轮磨削（精度高）轮磨削（精度高）铣刀轴线与蜗杆轴铣刀轴线与蜗杆轴线在空间交错成一线在空间交错成一定角定角轴向剖面和法向剖轴向剖面和法向剖面均为曲线面均为曲线圆弧圆柱蜗杆传动第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用车刀切制车刀切制效率高达效率高达90%，承载能力比普通圆柱蜗杆高，承载能力比普通圆柱蜗杆高50150%，体积小，体积小，重量轻，结构紧凑。重量轻，结构紧凑。第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用与蜗杆相配副的蜗轮与蜗杆相配副的蜗轮普通圆柱蜗杆传动：普通圆柱蜗杆传动：1.蜗轮齿廓完全由蜗杆齿廓确定；2.蜗轮滚刀齿廓与相啮合蜗杆的齿廓相同，滚切中心距与 蜗杆传动的中心距一致；3.在滚齿机上滚齿或飞刀加工。圆弧圆柱蜗杆传动：圆弧圆柱蜗杆传动：1.采用范成法加工；2.蜗杆齿廓为凹弧形，蜗轮齿廓为凸弧形。2.环面蜗杆传动第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用3.锥蜗杆传动第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用二、蜗杆传动的特点和应用二、蜗杆传动的特点和应用蜗杆传动的特点蜗杆传动的特点4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。3、可实现自锁；2、传动平稳、噪声低；1、实现大传动比；第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用应用机床分度汽车吊车第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用三、蜗杆传动的精度三、蜗杆传动的精度圆柱蜗杆传动的精度分12级，选用时主要由传动功率、使用条件、蜗轮的圆周速度决定。可查表6-1。第一节第一节 蜗杆传动的类型、特点蜗杆传动的类型、特点及应用及应用第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 1.模数模数m和和齿形角齿形角一、一、圆柱蜗杆传动的主要参数圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择及其选择2.蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1 3.蜗杆头数蜗杆头数z1蜗杆头数一般取z1=1、2、4、6。对于传动比大或要求自锁的蜗杆传动，常取z1=1，但传动效率较低。在传递功率较大时，为提高传动效率可采用多头蜗杆，取z1=2或4，但此时的加工难度增加。d1标准化，表6-2第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算4.蜗杆分度圆柱导程角蜗杆分度圆柱导程角5.蜗轮齿数蜗轮齿数z2i=z2/z1z1z25672013.5312980642130362880276229807.7.蜗杆传动的中心距蜗杆传动的中心距6.蜗杆传动的传动比（蜗杆主动）蜗杆传动的传动比（蜗杆主动）第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算二、蜗杆传动的变位二、蜗杆传动的变位分度线分度线(节线节线)分度线分度线节线节线PP分度线分度线节线节线P第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算正变位负变位第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算三三、蜗杆传动的、蜗杆传动的几何尺寸计算几何尺寸计算表6-4、6-5第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料 1.蜗轮齿面接触疲劳强度蜗轮齿面接触疲劳强度 2.蜗轮齿根弯曲疲劳强度蜗轮齿根弯曲疲劳强度 3.蜗杆轴的强度和刚度蜗杆轴的强度和刚度 4.传动的热平衡传动的热平衡设计设计准则准则胶合胶合磨损磨损点蚀点蚀断齿断齿主要失主要失效形式效形式一、蜗杆传动的失效形式及计算准则一、蜗杆传动的失效形式及计算准则断断齿齿第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料齿齿面面磨磨损损 第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料严严重重磨磨损损 第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料齿面点蚀第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料二、蜗杆和蜗轮的常用材料二、蜗杆和蜗轮的常用材料蜗杆：一般采用碳素钢或合金钢制造。低速或不重要的蜗杆传动可用45钢经调质处理，表面硬度HBS270。高速重载蜗杆常用低碳合金钢，如15Cr，20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度HRC5662，并应磨削。中速中载蜗杆材料可用优质碳素钢或合金结构钢，如45、45Cr等，经表面淬火，表面硬度HRC4555，也需磨削。第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料铸锡青铜铸锡青铜，如ZCuSn10Pb1、ZCuSn5Pb5Zn5，其抗胶合、减摩及耐磨性能都较好，但价格较贵，因此用于滑动速度较高（3）的重要传动。铸铝青铜铸铝青铜如ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2，其抗胶合及耐磨性能不如锡青铜，但具有足够的强度、耐冲击且价格便宜，一般用于滑动速度较低（2）的传动。灰铸铁灰铸铁如HT200、HT150，用于低速轻载传动中，效率要求不高，特别是要求自锁的蜗杆传动。蜗轮材料：第四节第四节 圆柱圆柱蜗杆传动的蜗杆传动的受力分析和计算载荷受力分析和计算载荷一、受力分析一、受力分析蜗杆上圆周力与其啮合点速度方向相反；蜗轮上的圆周力与其啮合点运动方向相同；径向力指向各自的轮心。各力各力方向方向第四节第四节 圆柱圆柱蜗杆传动的蜗杆传动的受力分析和计算载荷受力分析和计算载荷二、蜗杆传动的计算载荷二、蜗杆传动的计算载荷第四节第四节 圆柱圆柱蜗杆传动的蜗杆传动的受力分析和计算载荷受力分析和计算载荷第五节 圆柱蜗杆传动的承载能力计算一、蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮材料的基本许用接触应力表6-7寿命系数第五节 圆柱蜗杆传动的承载能力计算二、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算齿形系数表6-8按当量齿数查蜗轮材料的基本许用弯曲应力表6-9寿命系数第五节 圆柱蜗杆传动的承载能力计算三、蜗杆轴的强度计算与第八章轴的强度计算相同F Ft1 t1蜗杆所受的蜗杆所受的圆周力。圆周力。F Fr1 r1蜗杆所受的径向力。蜗杆所受的径向力。E E蜗杆材料的弹性模量。蜗杆材料的弹性模量。I I 蜗杆危险截面的惯性矩。蜗杆危险截面的惯性矩。I=df14/64，df1蜗杆齿根圆直径。L L/蜗杆两端支承间的跨距。蜗杆两端支承间的跨距。初步计算时可取L 0.9d2 d2蜗轮分度圆直径。y y许用最大挠度。许用最大挠度。y=d1/1000,d1蜗杆分度圆直径。第五节 圆柱蜗杆传动的承载能力计算四、蜗杆轴的刚度计算 第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算一、蜗杆传动的效率=1.2.3 1 1啮合效率啮合效率v当量摩擦角，可根据滑动速度vs选取，蜗杆分度圆导程角；2 2轴承效率轴承效率 3 3搅搅油效率油效率d1蜗杆分度圆直径；n1蜗杆的转速。z1=1,z1=2,z1=4 z1=6=0.7 =0.8 =0.9 =0.95估算总效率总效率 一般取2.3=0.950.96二、蜗杆传动的润滑二、蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 热平衡条件：热平衡条件：单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2（H1 H2）P P1 1蜗杆传动的功率蜗杆传动的功率。K Kd d箱体表面散热系数。箱体表面散热系数。AA有效散热面积。有效散热面积。t t油的工作温度。油的工作温度。t t0 0周围空气温度。周围空气温度。三、蜗杆传动的热平衡计算三、蜗杆传动的热平衡计算第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算1.自然通风下连续工作的蜗杆传动提高散热能力的措施提高散热能力的措施 加散热片以增大散热面积第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算1.在箱体外壁加散热片以增大散热面积2.在蜗杆轴端加装风扇进行散热3.在箱体油池内装蛇形水管用循环水冷却4.用压力喷油循环润滑 在蜗杆轴端加风扇以加速空气流通第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 在传动箱内装循环冷却管路第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 采用压力喷油循环润滑第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算2.人工通风下连续工作的蜗杆传动第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算3.间歇性工作的蜗杆传动 若停车时间足够长，产生的热量在停车时间内可完全散热 只需计算蜗杆传动一次工作所允许的持续时间 TG1、G2 传动装置、润滑油质量C1、C2 传动装置和润滑油的比热蜗杆结构有退刀槽无退刀槽蜗杆结构蜗轮结构整体式齿圈式拚铸式螺栓联接式