蜗杆传动改学习.pptx

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1、作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。9011蜗杆22蜗轮第十一章 蜗杆传动第1页/共60页优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小;可实现自锁。分度机构：i=1000,通常i=5 80缺点：摩擦损失较大，效率低、蜗轮齿圈用青铜制 造，成本高。一般：=0.7 0.8，自锁：0.4第2页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 环面蜗杆锥蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第3页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆

2、阿基米德蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第4页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。普通圆柱蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第5页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 11-1 蜗杆传动的类型第6页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区

3、别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。传动特点：1）传动效率高，一般可达90%以上；2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5 2.5倍；3）结构紧凑。11-1 蜗杆传动的类型第7页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆(ZA)阿基米德蜗杆双刀加工阿基米德螺线11-1 蜗杆传动的类型第8页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 11-1 蜗杆传动的类型锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 渐开线蜗杆(ZI)渐开线蜗杆渐

4、开线基圆第9页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 dx延伸渐开线车刀对中齿厚中心法面法向直廓蜗杆(ZN)11-1 蜗杆传动的类型第10页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆(ZK)2近似于阿基米德螺线是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣削或磨削，加工时工件作螺旋运动，刀具作旋转运动。砂轮11-1 蜗杆传动的类型第11页/共60页类型环面蜗杆传动

5、圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 环面蜗杆传动特点：1）传动效率高，一般可达8590%；2）承载能力高，约为阿基米德蜗杆的2 4倍；3）要求制造和安装精度高。环面蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第12页/共60页类型环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥蜗杆传动特点：锥蜗杆1）同时接触的点数较多，重合度大；2）传动比范围大，一般为10 360；3）承载能力和传动效率高；4）制造安装简便，工艺性好。11-1 蜗杆传动的类型

6、第13页/共60页中间平面 在中间平面内，(普)蜗杆传动相当于齿轮齿条的啮合传动。故设计时，均取中间平面上的参数和尺寸为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。211-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算第14页/共60页ZA蜗杆：a=20由蜗杆传动正确啮合的条件，得：1.模数m和压力角 压力角ZN蜗杆：n=20ZI蜗杆：n=20ZK蜗杆：n=20 ma1=mt2=m a1=t2（一）主要参数及其选择11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算第15页/共60页2.蜗杆的分度圆直径d1和导程角 蜗杆的螺旋面和分度圆柱面的交线是一条螺旋线，将分度圆柱展开得：tan=pz/d1=z1 pa/d1=m

7、z1/d1d1pad11pz11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算第16页/共60页 tan=mz1/d1 d1=mz1/tan 可见，对每一个模数m，当z1和不同时，可有很多不同d1。q=d1/m -蜗杆的直径系数 为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化d1=m q m z1tan=z1 /q 11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算需配备很多蜗轮滚刀-表11-2 第17页/共60页z1z2 =-3.蜗杆传动的传动比 i传动比:-d1d2 d1=m q ,d2=m z2z1=q tan=d1/m tann2n1i=-n2n1i=-z1z2 =-=-d2 /md1/m tan=

8、-d2d1 tan11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算第18页/共60页4.蜗杆的头数Z1但 tan=Z1 /q Z1 Z1 ,蜗杆的加工愈困难。常取 z1=1、2、4、6。11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算n2n1i=-z1z2 =-z1 i第19页/共60页z2=i z1 为保证传动的平稳性：Z2 28 常限制：Z2 80 5.蜗轮的齿数Z2Z2不能太少Z2不能太多：m弯曲强度 d2蜗杆长度蜗杆的刚度Z2，d2(=m Z2)不变时Z2，m不变时通常取：Z2=28 80Z1、Z2的荐用值见表11-111-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算a=(d1+d1)/26.

9、蜗杆传动的标准中心距=m(q+z2)/2-表11-2第20页/共60页(二)蜗杆传动变位的特点目的：特点：拼凑中心距或提高传动的承载能力及传动效率 蜗杆传动的几何尺寸及其计算公式见图11-16及表11-3、表11-411-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算(三)蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆（相当于齿条）不变位蜗轮（相当于齿轮）变位 第21页/共60页11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算（一）失效形式、设计准则及常用材料1、失效形式：2、设计准则闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核，并作热平衡计算开式传动：按弯曲疲劳强度设计胶合、磨损第22页/共60页蜗轮齿圈采用青铜蜗

10、杆采用碳素钢或合金钢 15Cr、20Cr 渗碳淬火 55 62 HRC 一般传动：40、45 调质处理 220 250 HBS3、常用材料 蜗杆 40、45、40Cr 表面淬火 40 55 HRC高速重载传动11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第23页/共60页vS4 m/svS3 m/s，取 Kv=1.11.211-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第33页/共60页H-蜗轮齿面的许用接触应力灰铸铁或铝铁青铜时：H-查表11-6锡青铜时，取(N=60 n2 j Lh )式中：H-蜗轮的基本许用应力 查表11-7KHN -接触强度的寿命系数11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第34页/共60

11、页0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 d1/a3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 ZC蜗杆ZA,ZI,ZN,ZK 蜗杆工作类型 I II III 载荷性质 均匀、无冲击 不均匀、小冲击 不均匀、大冲击 每小时启动次数 50 起动载荷 小 较 大 大 KA 1 1.15 1.2 表11-5 使用系数 KA图11-8 圆柱蜗杆传动的接触系数ZZ第35页/共60页材 料 滑动速度 vs(m/s)蜗 杆 蜗 轮 510 1015 1525 25 载荷类型 重 重 中 （不限）（不限）（不限）（不限）900 500 350 220 150 100 80 运

12、动粘度 v 40/cSt蜗杆传动的相对滑动速度vs/(m/s)给油方法 油池润滑 喷油润滑 或 油池润滑 喷油压力 MPa 0.7 2 3 表11-21 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第48页/共60页蜗杆下置或侧置的传动，浸油深度应有蜗杆的一个齿高。蜗杆上置的传动，浸油深度约为蜗轮外径的1/3。ra/3 一个齿高3、润滑油量 油池润滑时，适当的油量不仅有利于动压油膜的形成，而且有助于散热。给油时，如果采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第49页/共60页（四）蜗杆传动的热平衡计算目的：防止由

13、于摩擦损耗产生的热量引起油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。热平衡：单位时间内的发热量散热量由摩擦损耗产生的热量:1=1000 P(1-)从箱壁散发的热量:2=d S(t0-ta)其中：P-蜗杆传递的功率；KWd-表面散热系数；可取：d=8.1517.45 W/(m2)11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第50页/共60页由热平衡条件：1=2：t0=ta+d S1000P(1-)t0-油的工作温度，ta-周围空气的温度，常温情况可取为：20；S=m2d(t0-ta)1000P(1-)一般限制在 6070，最高不应超过80 S-箱体表面面积，m211-5 （普）蜗杆传

14、动的效率、润滑及热平衡计算第51页/共60页当工作油温t0 80 时，须采取散热措施：1）加散热片-增大散热面积（S）；见图11-222）在蜗杆轴端加装风扇-加速空气的流通（d）油泵冷却器冷却水3）在箱内装循环冷却水管或用循环油冷却（d）11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第52页/共60页蜗杆的结构:通常与轴制成一体b1 蜗杆轴12-6 圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计1)无退刀槽结构：加工螺旋部分时只能用铣制的办法。2)有退刀槽：螺旋部分可以车制，也可以铣制。潘存云教授研制潘存云教授研制第53页/共60页蜗轮齿宽角 90 130 轮圈厚度 C 1.6m+1.5 mm轮缘宽度B 0.75

15、da 0.67 da 蜗轮顶圆直径de2 da2+2m da2+1.5m da2+2m 蜗杆头数Z11 2 4蜗轮的常用结构：整体式组合式过盈配合de2de2de2de2BBBBccc组合式螺栓联接组合式铸造骑缝螺钉48个，孔心向硬边偏移=23mm第54页/共60页第十一章 习题2、手动绞车采用蜗杆传动。已知：m=8 mm，z1=1，d1=80 mm，z2=40，卷筒直径D=200 mm。1、教材 11-1第55页/共60页（1）欲使重物Q上升1m，蜗杆应转多少转？（2）蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数 fv=0.18，该机构 能否自锁？问：（3）若重物Q=5KN，手摇时施加的力F=100N，手柄 转臂的长度L应是多少？LDQz2z1第56页/共60页 图示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上锥齿轮Z4的转向。（1）试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向，并使中间轴 上的轴向力能抵消一部分。（2）在图上标出各轮所受分力的方向思考题：n4z1z2z3z4输出轴第57页/共60页第58页/共60页11-5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算（自学）思考题：1.蜗杆传动效率的计算2.蜗杆传动热平衡计算的目的？3.何谓热平衡？4.当热平衡条件不能满足时，可采取哪些措施来提高其散热能力？第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页