机械设计基础蜗杆传动课件.ppt
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1、3-4蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动主要由蜗杆传动主要由蜗杆传动主要由蜗杆传动主要由蜗杆蜗杆蜗杆蜗杆和和和和蜗轮蜗轮蜗轮蜗轮组成。它用于传递空间两组成。它用于传递空间两组成。它用于传递空间两组成。它用于传递空间两垂直交错轴之间的运动和动力垂直交错轴之间的运动和动力垂直交错轴之间的运动和动力垂直交错轴之间的运动和动力蜗杆蜗杆蜗杆蜗杆传动传动传动传动圆弧面蜗杆传动圆弧面蜗杆传动圆弧面蜗杆传动圆弧面蜗杆传动锥面蜗杆传动锥面蜗杆传动锥面蜗杆传动锥面蜗杆传动普通圆柱普通圆柱普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动阿基米德蜗杆(阿基米德蜗杆(阿基米德蜗杆(阿基米德蜗杆(ZAZAZAZA型)型)型)型)渐
2、开线蜗杆(渐开线蜗杆(渐开线蜗杆(渐开线蜗杆(ZIZIZIZI型)型)型)型)法面直廓蜗杆(法面直廓蜗杆(法面直廓蜗杆(法面直廓蜗杆(ZNZNZNZN型)型)型)型)圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动一、蜗杆传动类型一、蜗杆传动类型一、蜗杆传动类型一、蜗杆传动类型1.1.1.1.普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动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阿基米德蜗杆传动阿基米德蜗杆传动阿阿阿阿基基基基米米米米德德德德蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆在在在在垂垂垂垂直直直直于于于于其其其其轴轴轴轴线线线线
3、的的的的剖剖剖剖面面面面内内内内,蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆齿齿齿齿形形形形为为为为阿阿阿阿基基基基米米米米德德德德螺螺螺螺旋旋旋旋线线线线;在在在在通通通通过过过过其其其其轴轴轴轴线线线线的的的的剖剖剖剖面面面面内内内内,蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆齿齿齿齿形形形形为为为为直直直直线线线线;在在在在其其其其法法法法向向向向剖面内,齿形为凸廓曲线。剖面内,齿形为凸廓曲线。剖面内,齿形为凸廓曲线。剖面内,齿形为凸廓曲线。法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆2.2.2.2.圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动圆弧齿圆柱蜗杆传动 在主平面内蜗杆为凹圆弧
4、齿在主平面内蜗杆为凹圆弧齿在主平面内蜗杆为凹圆弧齿在主平面内蜗杆为凹圆弧齿形,蜗轮为凸圆弧齿形。形,蜗轮为凸圆弧齿形。形,蜗轮为凸圆弧齿形。形,蜗轮为凸圆弧齿形。通通通通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为主平面线的平面称为主平面线的平面称为主平面线的平面称为主平面(又称中又称中又称中又称中间平面间平面间平面间平面)。由于是圆弧接触,。由于是圆弧接触,。由于是圆弧接触,。由于是圆弧接触,齿面接触应力较小,同时齿齿面接触应力较小,同时齿齿面接触应力较小,同时齿齿面接触应力较小,同时齿面间容易形成油膜,所以与面间容易形成油膜,
5、所以与面间容易形成油膜,所以与面间容易形成油膜,所以与同尺寸的阿基米德蜗杆传动同尺寸的阿基米德蜗杆传动同尺寸的阿基米德蜗杆传动同尺寸的阿基米德蜗杆传动相比,其承载能力约为阿基相比,其承载能力约为阿基相比,其承载能力约为阿基相比,其承载能力约为阿基米德蜗杆传动的米德蜗杆传动的米德蜗杆传动的米德蜗杆传动的1.51.51.51.52.52.52.52.5倍,倍,倍,倍,传动效率提高传动效率提高传动效率提高传动效率提高1010101015%15%15%15%,在相,在相,在相,在相同条件下使用寿命可增加一同条件下使用寿命可增加一同条件下使用寿命可增加一同条件下使用寿命可增加一至两倍,适宜高速、重载传至
6、两倍,适宜高速、重载传至两倍,适宜高速、重载传至两倍,适宜高速、重载传动,应用较广。圆弧齿蜗杆动,应用较广。圆弧齿蜗杆动,应用较广。圆弧齿蜗杆动,应用较广。圆弧齿蜗杆的制造工艺较复杂的制造工艺较复杂的制造工艺较复杂的制造工艺较复杂 3 3 3 3、圆弧面蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动 圆弧面蜗杆传动,蜗杆的螺旋在圆弧回转体上,在主平面内,圆弧面蜗杆传动,蜗杆的螺旋在圆弧回转体上,在主平面内,圆弧面蜗杆传动,蜗杆的螺旋在圆弧回转体上,在主平面内,圆弧面蜗杆传动,蜗杆的螺旋在圆弧回转体上,在主平面内,蜗杆和蜗轮的轮齿都为直线齿廓。这类传动由于同时相啮合的蜗杆和蜗轮的轮齿都
7、为直线齿廓。这类传动由于同时相啮合的蜗杆和蜗轮的轮齿都为直线齿廓。这类传动由于同时相啮合的蜗杆和蜗轮的轮齿都为直线齿廓。这类传动由于同时相啮合的齿对增多,而且啮合情况好,所以承载能力高,但制造复杂。齿对增多,而且啮合情况好,所以承载能力高,但制造复杂。齿对增多,而且啮合情况好,所以承载能力高,但制造复杂。齿对增多,而且啮合情况好,所以承载能力高,但制造复杂。二、蜗杆传动的特点二、蜗杆传动的特点二、蜗杆传动的特点二、蜗杆传动的特点1.1.1.1.传传传传动动动动比比比比大大大大 在在在在一一一一般般般般传传传传动动动动中中中中,i i i i8 8 8 880808080,在在在在分分分分度度度
8、度机机机机构构构构中中中中,传动比可达传动比可达传动比可达传动比可达i i i i6006006006001000100010001000;2.2.2.2.传传传传动动动动平平平平稳稳稳稳 由由由由于于于于蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆的的的的齿齿齿齿是是是是连连连连续续续续的的的的螺螺螺螺旋旋旋旋形形形形齿齿齿齿,所所所所以以以以传传传传动动动动平稳,噪音也小;平稳,噪音也小;平稳,噪音也小;平稳,噪音也小;3.3.3.3.具具具具有有有有自自自自锁锁锁锁性性性性 即即即即只只只只能能能能蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆带带带带动动动动蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮,不不不不能能能能蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮带带带带动动动动蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆。但
9、要注意,当蜗杆螺旋升角大时其自锁性不好;但要注意,当蜗杆螺旋升角大时其自锁性不好;但要注意,当蜗杆螺旋升角大时其自锁性不好;但要注意,当蜗杆螺旋升角大时其自锁性不好;4.4.4.4.传传传传动动动动效效效效率率率率低低低低 蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆传传传传动动动动中中中中,蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮齿齿齿齿沿沿沿沿蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆齿齿齿齿的的的的螺螺螺螺旋旋旋旋线线线线方方方方向向向向滑滑滑滑动动动动速速速速度度度度大大大大,摩摩摩摩擦擦擦擦剧剧剧剧烈烈烈烈,效效效效率率率率低低低低,通通通通常常常常=0.7=0.7=0.7=0.70.90.90.90.9之之之之间间间间,在在在在具具具具有有有有自自自自锁锁锁
10、锁性性性性能能能能的的的的蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆传传传传动动动动中中中中,0.50.50.50.5,所所所所以以以以不不不不宜宜宜宜传传传传递递递递较较较较大功率,一般在大功率,一般在大功率,一般在大功率,一般在30OKW30OKW30OKW30OKW以下;以下;以下;以下;5.5.5.5.成本较高成本较高成本较高成本较高 为减少蜗杆传动时的摩擦,蜗轮常用较贵的为减少蜗杆传动时的摩擦,蜗轮常用较贵的为减少蜗杆传动时的摩擦,蜗轮常用较贵的为减少蜗杆传动时的摩擦,蜗轮常用较贵的青铜制造,有时还须采用散热措施,故成本较高。青铜制造,有时还须采用散热措施,故成本较高。青铜制造,有时还须采用散热措施,故成本较
11、高。青铜制造,有时还须采用散热措施,故成本较高。蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有单头单头单头单头和和和和多头多头多头多头之分。之分。之分。之分。三、蜗杆传动的传动比三、蜗杆传动的传动比三、蜗杆传动的传动比三、蜗杆传动的传动比 蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有蜗杆与普通螺纹一样,有单头单头单头单头和和和和多头多头多头多头之分。之分。之分。之分。单头蜗杆每转一圈,蜗轮转过一个齿;单头蜗杆每转一圈,蜗轮转过一个齿;单头蜗杆每转一圈,蜗轮转过一个齿;单头蜗杆每转一圈,蜗轮转过一个齿;双双双双头头头头或或或或三三三
12、三头头头头蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆转转转转一一一一圈圈圈圈时时时时,蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮分分分分别别别别转转转转过过过过两两两两个个个个或或或或三三三三个个个个齿齿齿齿。设蜗杆头数为设蜗杆头数为设蜗杆头数为设蜗杆头数为Z Z Z Z1 1 1 1,蜗轮齿数蜗轮齿数蜗轮齿数蜗轮齿数Z Z Z Z2 2 2 2,当蜗杆转动一圈时,蜗轮转过当蜗杆转动一圈时,蜗轮转过当蜗杆转动一圈时,蜗轮转过当蜗杆转动一圈时,蜗轮转过 圈。圈。圈。圈。当蜗杆转速为当蜗杆转速为当蜗杆转速为当蜗杆转速为n n n n1 1 1 1时,蜗轮的转速应为时,蜗轮的转速应为时,蜗轮的转速应为时,蜗轮的转速应为所以蜗杆的传动比为所以蜗杆的传动
13、比为所以蜗杆的传动比为所以蜗杆的传动比为通通通通常常常常取取取取Z Z1 11 1 1 14 4 4 4。取取取取的的的的愈愈愈愈小小小小,可可可可以以以以得得得得到到到到很很很很大大大大的的的的传传传传动动动动比比比比,而而而而且且且且结结结结构构构构紧紧紧紧凑凑凑凑;但但但但愈愈愈愈小小小小,蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆的的的的螺螺螺螺旋旋旋旋升升升升角角角角也也也也小小小小,蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆传传传传动动动动的的的的效效效效率率率率就愈低,所以要根据具体条件适当选择蜗杆头数就愈低,所以要根据具体条件适当选择蜗杆头数就愈低,所以要根据具体条件适当选择蜗杆头数就愈低,所以要根据具体条件适当选择蜗杆头数Z
14、Z1 1 Z Z1 1Z Z2 2Z Z1 1Z Z2 2n n2 2=n=n1 1Z Z2 2Z Z1 1n n1 1n n2 2=i i1212=四、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算四、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算四、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算四、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆与蜗轮啮蜗杆与蜗轮啮蜗杆与蜗轮啮蜗杆与蜗轮啮合时合时合时合时,蜗杆的蜗杆的蜗杆的蜗杆的轴向齿距轴向齿距轴向齿距轴向齿距P P P Pa a a a应应应应与蜗轮分度圆与蜗轮分度圆与蜗轮分度圆与蜗轮分度圆齿距齿距齿距齿距P P P Pt t t t相等相等相等相等,因而,蜗杆的因而,蜗杆的因而,蜗杆的因
15、而,蜗杆的轴向模数应与轴向模数应与轴向模数应与轴向模数应与蜗轮的端面模蜗轮的端面模蜗轮的端面模蜗轮的端面模数相等数相等数相等数相等m m m ma a a am m m mt t t t m=m=m=m=P P P Pa a a a 蜗杆的轴向压力角蜗杆的轴向压力角蜗杆的轴向压力角蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角等于蜗轮的端面压力角等于蜗轮的端面压力角等于蜗轮的端面压力角t t t t均为标准压力角,均为标准压力角,均为标准压力角,均为标准压力角,即:即:即:即:t t t t20202020蜗杆模数就是蜗杆模数就是蜗杆模数就是蜗杆模数就是蜗杆轴向模数蜗杆轴向模数蜗杆轴向模数蜗杆轴向模数1
16、 1 1 1、模数和压力角、模数和压力角、模数和压力角、模数和压力角2.2.2.2.蜗杆头数和蜗轮齿数蜗杆头数和蜗轮齿数蜗杆头数和蜗轮齿数蜗杆头数和蜗轮齿数 根据传动比的大小,由表选取根据传动比的大小,由表选取根据传动比的大小,由表选取根据传动比的大小,由表选取 蜗杆头数蜗杆头数蜗杆头数蜗杆头数Z Z Z Z1 1 1 1,再由,再由,再由,再由Z Z Z Z2 2 2 2iZiZiZiZ1 1 1 1求得求得求得求得蜗轮齿数蜗轮齿数蜗轮齿数蜗轮齿数Z Z Z Z2 2 2 2。为了避免蜗轮齿发生根切,不应小于。为了避免蜗轮齿发生根切,不应小于。为了避免蜗轮齿发生根切,不应小于。为了避免蜗轮齿
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