机械设计基础之蜗杆传动11375.pptx
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1、上页上页下页下页总目录总目录本章本章 第章 蜗杆传动 蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆传动的强度计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的材料和结构 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装维护上页上页下页下页总目录总目录本章本章(一)教学要求(一)教学要求 1、了解蜗杆传动特点、类型 2、掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 3、熟悉普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件、强度计算及热平衡计算等。(二)教学的重点与难点(二)教学的重点与难点 重点:普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算、正确啮合条件、强度计算。难点:蜗杆传动的受力分析。上页上页下页下页总目录总目录本章本章1 1
2、蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件,用于蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件,用于传递交错轴间的运动和动力,通常两轴交错角传递交错轴间的运动和动力,通常两轴交错角为为9090 。上页上页下页下页总目录总目录本章本章一、蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的类型 1 1、按蜗杆的外形分类、按蜗杆的外形分类圆圆柱柱蜗蜗杆杆传传动动 上页上页下页下页总目录总目录本章本章环环面面蜗蜗杆杆锥蜗杆锥蜗杆 上页上页下页下页总目录总目录本章本章7.1 齿轮传动的特点和分类 齿轮传动:用于传递任意两轴间的运动和动力。其圆周速度可达到300m/s,传递功率可达105k
3、W,是现代机械中应用最广的一种机械传动。齿轮传动与其它传动相比主要有以下优点:传递动力大、效率高;寿命长,工作平稳,可靠性高;能保证恒定的传动比,能传递两轴间任意夹角的运动。齿轮传动与其它传动相比主要缺点有:制造、安装精度要求较高,因而成本也较高;不宜作轴间距离过大的传动。1.齿轮传动的特点上页上页下页下页总目录总目录本章本章BACK上页上页下页下页总目录总目录本章本章1.传动比大:结构紧凑,动力传动i=7 80;2.传动平稳:连续的螺旋齿;逐渐进入啮合和退出,故冲击小、噪声低;3.可自锁:升角小于当量摩擦角时;4.传动效率低:滑动速度大,摩擦与磨损严重。5.制造成本较高:为了减摩耐磨,通常蜗
4、轮齿圈需要用贵重的青铜等材料制造,蜗杆则采取淬硬后磨削工艺,因此制造成本较高。6.不能实现互换:由于蜗轮是用与其匹配的蜗杆滚刀加工的,因此,仅模数和压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换的。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与齿轮传动相比,具有以下特点:蜗杆传动适用于传动比大、传递功率不大且不作长期蜗杆传动适用于传动比大、传递功率不大且不作长期连续运转的场合。连续运转的场合。上页上页下页下页总目录总目录本章本章-2 蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 一、蜗杆主要参数及其选择一、蜗杆主要参数及其选择 1 1、模数、模数m m和压力角和压力角 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面
5、为主平面。在主平面上,蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。(如图-5)图图-上页上页下页下页总目录总目录本章本章 蜗杆传动的设计计算都是以主平面内的参数和几何关系为标准。在主平面上,蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。根据正确啮合条件,蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数;蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角。规定主平面上的模数和压力角为标准值,则:阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件当轴交错角=90时,还必须让蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角上页上页下页下页总目录总目录本章本章 在主平面,即在主平面,即蜗杆轴向平面与蜗轮端面的蜗杆轴向平面与蜗轮端面的m m和压力角和压力角 相等,相等,且
6、为标准值。(见表且为标准值。(见表.)2 2、蜗杆分度圆柱上的导程角、蜗杆分度圆柱上的导程角蜗杆螺旋线的导程为:螺旋升角与导程的关系:通常蜗杆螺旋线的升角 ,升角小时传动效率低,但可实现自锁;升角大时传动效率高,但蜗杆的车削加工困难。上页上页下页下页总目录总目录本章本章3.蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1蜗杆的分度圆直径:由 当模数一定时,q值越小,d1越小,升角越大,传动效率越高,但蜗杆的刚度和强度降低。得(已标准化)直径系数:上页上页下页下页总目录总目录本章本章4.蜗杆头数蜗杆头数z1、传动比、传动比、蜗轮齿数蜗轮齿数z2蜗杆头数z1=14:单头:易自锁,效率低,精度高。多头:,但加工困难
7、,精度降低。一头两个头三个头上页上页下页下页总目录总目录本章本章传动比:注意:蜗杆传动的传动比仅与蜗杆的头数和蜗轮的齿数有关,而不等于分度圆直径之比。为避免蜗轮发生根切z2应不少于26个齿,但若z2过大蜗轮直径增加,相应蜗杆越长,刚度越小。蜗轮齿数z2 常在2880 范围内选取。蜗轮齿数:上页上页下页下页总目录总目录本章本章 主要有点蚀、齿根折断、齿面胶合和磨损。最常见失效是齿面胶合和过度磨损。(1)开式传动:主要失效是齿面磨损和轮齿折断。设计准则:按齿根弯曲疲劳强度为设计。(2)闭式传动:主要失效是胶合、磨损和点蚀。设计准则:按齿面接触疲劳强度设计,再校核齿根弯曲疲劳强度,另计算热平衡和蜗杆
8、刚度。一、蜗杆传动的失效形式-3 蜗杆传动的强度计算 上页上页下页下页总目录总目录本章本章力的大小力的大小 :圆周力 轴向力 径向力 二、蜗杆传动的受力分析二、蜗杆传动的受力分析上页上页下页下页总目录总目录本章本章Ft主反从同 Fr指向各自的轴线 Fa1蜗杆左右手螺旋定则 轴向力 径向力圆周力 蜗轮转向的判别:Fa1的反向即为蜗轮的角速度2方向判定蜗轮转向 例1 判定蜗轮转向 例2上页上页下页下页总目录总目录本章本章按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 校核公式 (二)蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 对于闭式蜗杆传动,Z280,很少出现蜗轮轮齿折断,一般无需进行轮齿弯曲疲劳强度计算。设计公式 定m
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