精密机械设计 蜗 杆传动.ppt

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1、18-12 蜗蜗 杆杆 传传 动动内容：内容：一一 圆柱蜗杆传动的特点圆柱蜗杆传动的特点二二主要参数主要参数（重点）和几何尺寸计算重点）和几何尺寸计算三三圆柱蜗杆传动的圆柱蜗杆传动的失效形式失效形式四四受力分析（受力分析（重点）重点）学习方法学习方法:与螺旋传动、齿轮传动比较，抓住不同的与螺旋传动、齿轮传动比较，抓住不同的 传动特点传动特点 参数尺寸特点参数尺寸特点 材料和结构特点材料和结构特点 受力特点受力特点 强度计算特点强度计算特点Worm transimission2一一 蜗蜗 杆杆 传传 动动 的的 形形 成成垂直交错斜齿轮演化交错轴间的传动交错轴间的传动蜗杆传动多用于减速，以蜗杆传

2、动多用于减速，以蜗杆为蜗杆为原动件原动件，蜗轮为从动件。蜗轮为从动件。右旋 左旋34二圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算二圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 （一）圆柱蜗杆传动的主要参数（一）圆柱蜗杆传动的主要参数 中间平面中间平面通过通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面。蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面。在中间平面上，在中间平面上，蜗轮与蜗杆的蜗轮与蜗杆的啮合相当于啮合相当于渐渐开线齿轮与齿开线齿轮与齿条条的啮合的啮合 51.基本齿廓基本齿廓 正确啮合条件正确啮合条件 标准压力角为标准压力角为20 2 模数和压力角模数和压力角模数模数m m 标准值标准值6mmmd1mmz1qm2d1mm3118

3、118000181252011600031252241179203516201，2，41250051228117500716822241，2，4，61120089635511775014225281，2，4，611200175451180002813153551，2，4，611270352561177785564401，2，4，6100006407111775011365501，2，4，6100001 250901180002 25063631，2，4，6100002 5001121177794 4458801，2，4，6100005 1201401175008 96010901，2，4，69

4、0009 00016011600016 0001251121，2，4896017 50020011600031 250161401，2，4875035 84025011562564 000201601，2，4800064 000315115750126 000252001，2，48000125 000400116000250 00073.蜗杆直径系数蜗杆直径系数、导导程角程角 为了为了减少刀具数量并便于标准化减少刀具数量并便于标准化，对于每一标准模数，对于每一标准模数规定一定的规定一定的d1值标准系列。值标准系列。8 蜗杆分度圆柱上的螺旋线导程角蜗杆分度圆柱上的螺旋线导程角 啮合效率啮合效率

5、通常1530。导程角小时，效率低，但可以自锁，3.54.5 94 传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数 传动比传动比 z z1 1=1=1，2 2，4 4。z z1 1=1=1时，可得到大的传动比，但传动效率较低；时，可得到大的传动比，但传动效率较低；传递功率较大时，为了提高效率可采用多头蜗杆，传递功率较大时，为了提高效率可采用多头蜗杆，z1=2=2或或4 4。蜗杆头数蜗杆头数单头蜗杆单头蜗杆 蜗杆转一周，蜗轮转过一齿蜗杆转一周，蜗轮转过一齿双头蜗杆：蜗杆上有两条螺旋线双头蜗杆：蜗杆上有两条螺旋线5 i 5010传动比传动比蜗杆头数蜗杆头数蜗轮齿数蜗轮齿数71342852142

6、72285428402、1288040140蜗杆头数和蜗轮齿数的荐用值蜗杆头数和蜗轮齿数的荐用值 蜗轮齿数蜗轮齿数 为了避免蜗轮轮齿发生根切，为了避免蜗轮轮齿发生根切，z2不应少于不应少于26。但但z2过多，会使结构尺寸过大，蜗杆长度随之增加，致过多，会使结构尺寸过大，蜗杆长度随之增加，致使蜗杆刚度和啮合精度降低，因此使蜗杆刚度和啮合精度降低，因此z2不宜大于不宜大于80。z2和z1之间最好避免有公因数，以利于均匀磨损。之间最好避免有公因数，以利于均匀磨损。4 传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数 115.齿齿 面面 间间 滑滑 动动 速速 度度 s s 滑动速度的大小，对齿面

7、的润滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热及传滑情况、齿面失效形式、发热及传动效率等都有很大影响。动效率等都有很大影响。6.中心距中心距 蜗 杆 传 动 的 冷 却1213（二）（二）圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 141 1）主要优点）主要优点 n能得到能得到很大的传动比，很大的传动比，结构紧凑结构紧凑n传动平稳、噪音较小传动平稳、噪音较小n自锁自锁 三蜗三蜗 杆杆 传传 动动 的的 优优 缺缺 点点2 2）主要缺点）主要缺点 蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大传动效率较低传动效率较低不适于大功率的传动（一般不超过不适

8、于大功率的传动（一般不超过100 kW）；）；为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜青铜制造，成本较高。制造，成本较高。15反向自锁反向自锁只能由只能由蜗蜗杆带动蜗杆带动蜗轮轮，而不，而不能由蜗轮能由蜗轮带动蜗杆。带动蜗杆。16开式传动开式传动闭式传动闭式传动四四 蜗杆传动的失效形式、材料及结构蜗杆传动的失效形式、材料及结构 （一（一 ）蜗蜗 杆杆 传动传动 的的 失失 效效 形形 式式 胶合胶合、磨损磨损、点蚀、轮齿折断。、点蚀、轮齿折断。17（二（二）常常 用用 材材 料料 要求要求：足够的强度，足够的强度，良好的跑合性良好的跑合性能和能和减摩耐磨减摩耐磨性能、较高的

9、性能、较高的抗胶合抗胶合的能力。的能力。蜗轮的齿圈蜗轮的齿圈-青铜青铜钢制蜗杆钢制蜗杆-淬硬磨削淬硬磨削。常用材料常用材料要求要求：强度、耐磨性、跑合性。度、耐磨性、跑合性。19（三（三 ）蜗蜗 轮轮 的的 结结 构构 20四四 圆柱蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的受力分析 齿面上的法向力可分解为：齿面上的法向力可分解为：圆周力圆周力Ft 、轴向力轴向力Fa 、径向力径向力Fr 。21蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮22力的方向力的方向 1 1）圆周力：）圆周力：在蜗杆上与运动方向相反，在蜗轮上与运动方向相同；在蜗杆上与运动方向相反，在蜗轮上与运动方向相同；2 2）径向力：）径向力：对两轮都是指向各自的轮心；

10、对两轮都是指向各自的轮心；3 3）轴向力轴向力轴向力轴向力 需根据螺旋线方向和轮齿工作面而定。一般蜗杆为原动需根据螺旋线方向和轮齿工作面而定。一般蜗杆为原动件，右件，右(左左)手法则，四指代表主动轮的转动方向，则拇指的手法则，四指代表主动轮的转动方向，则拇指的指向代表该轮的轴向力的方向。指向代表该轮的轴向力的方向。23已知：蜗杆转向已知：蜗杆转向 n1及及旋向旋向 (左旋），求蜗轮左旋），求蜗轮转向及旋向，各作用力方向。转向及旋向，各作用力方向。解解1、蜗轮必定左旋、蜗轮必定左旋2、由、由 n1 及左手定则确定出及左手定则确定出 Fa1方向。方向。243、由、由 Fa1 定出定出Ft2 方向方

11、向及及 n2 方向方向4、由、由 n1 方向定出方向定出 Ft1 方方向向5、由、由 Ft1 定出定出Fa2 方向方向6、径向、径向 Fr1,Fr2 各自指各自指向轮心向轮心选择传动类型时应考虑的因素选择传动类型时应考虑的因素1.传递大功率时，一般均采用圆柱齿轮。传递大功率时，一般均采用圆柱齿轮。2.在联合使用圆柱、圆锥齿轮时，应将圆锥齿轮放在高在联合使用圆柱、圆锥齿轮时，应将圆锥齿轮放在高速级速级3.圆柱齿轮和斜齿轮相比，一般斜齿轮的强度比直齿轮圆柱齿轮和斜齿轮相比，一般斜齿轮的强度比直齿轮高，且传动平稳，所以用于高速场合。直齿轮用于低速高，且传动平稳，所以用于高速场合。直齿轮用于低速场合场合4.直齿圆锥齿轮仅用于直齿圆锥齿轮仅用于v5m/s的的场场合，高速合，高速时时可采用曲面可采用曲面齿齿等。等。5.由工作条件确定选用开式传动或闭式传动。由工作条件确定选用开式传动或闭式传动。6.蜗杆的圆周速度蜗杆的圆周速度v4m/s时采用上置式蜗杆传动。时采用上置式蜗杆传动。7.联合使用齿轮、蜗杆传动时，有齿轮传动在高速级和联合使用齿轮、蜗杆传动时，有齿轮传动在高速级和蜗杆传动在高速级两种布置形势。前者结构紧凑，后者蜗杆传动在高速级两种布置形势。前者结构紧凑，后者传动效率较高。传动效率较高。