机械设计 第9章 蜗杆传动.ppt

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1、第第9章章 蜗杆传动蜗杆传动9.1蜗杆传动的材料和失效形式蜗杆传动的材料和失效形式图9.1 圆柱蜗杆传动9.1.1蜗杆传动的材料蜗杆传动的材料蜗轮材料：通常是指蜗轮齿冠部分的材料。1)铸锡青铜 适用于vs12m/s26m/s和持续运转的工况。2)铸铝青铜 适用于vs10m/s的工况，抗胶合能力差，蜗杆硬度应不低于45HRC。3)铸铝黄铜 点蚀强度高，但磨损性能差，宜用于低滑动速度场合。4)灰铸铁和球墨铸铁 适用于vs2m/s的工况。蜗杆材料：按材料分 有碳钢和合金钢。按热处理不同分有硬面蜗杆和调质蜗杆。受短时冲击载荷的蜗杆，不应用渗碳钢淬火，最好用调质钢。9.1.2蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的

2、失效形式疲劳点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等。在一般情况下蜗轮的强度较弱，所以失效总是在蜗轮上发生。又由于蜗轮和蜗杆之间的相对滑动较大，更容易产生胶合和磨粒磨损。蜗轮轮齿的材料通常比蜗杆材料软很多，在发生胶合时，蜗轮表面的金属粘到蜗杆的螺旋面上去，使蜗轮的工作齿面形成沟痕。9.1.3蜗杆传动的结构设计蜗杆传动的结构设计1蜗杆结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体2常用的蜗轮结构形式有以下几种：1)齿圈式(图9.3a)2)螺栓联接式(图9.3b)3)整体浇铸式(图9.3c)4)拼铸式(图9.3d)图9.3 蜗轮的结构形式（m为蜗轮模数，m和C的单位均为mm)9.2普通圆柱蜗杆传动的主要参

3、数及普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算几何尺寸计算9.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择1模数模数m和压力角和压力角。蜗杆的轴面模数、压力。蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等角应与蜗轮的端面模数、压力角相等 2蜗杆的分度圆直径3蜗杆头数.通常蜗杆头数取为1、2、4、6。4导程角5传动比i和齿数比u6蜗轮齿数 通常规定28。7蜗杆传动的标推中心距a9.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸及其计算公式见表93、表94。9.3蜗杆传动的受力分析和强度计算蜗杆传动的受力分析和强度计算9.3.1受力分析受力分

4、析图9.4 蜗杆传动的受力分析9.3.2强度计算强度计算1蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度计算2蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算9.3.3刚度计算刚度计算GB/T 100891988对蜗杆、9.3.4普通圆柱蜗杆传动的精度等级普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择及其选择蜗轮和蜗杆传动规定了12个精度等级；1级精度最高，依次降低。与齿轮公差相仿、蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的公差也分成三个公差组。普通圆柱蜗杆传动的精度，一般以69级应用得最多。9.4蜗杆传动的效率、润滑和热平衡蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算计算9.4.1蜗杆传动的效率和润滑蜗杆传动的效率和润滑1 蜗杆传动的效

5、率蜗杆传动的效率2.蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑(1)润滑油 常用的润滑油见表911。(2)润滑油粘度及给油方法(3)润滑油量对于蜗杆下置式或蜗杆侧置式的传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；当为上蜗杆时，浸油深度约为蜗轮外径的l3。9.4.2蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将使油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量H1等于同时间内的散热量H2的条件进行热平衡计算；以保证油温处于规定的范围内。既定工作条件下的油温 保持正常工作温度所需要的散热面积 9.4蜗

6、杆传动应用举例蜗杆传动应用举例例题例题9.1 图示9.8的蜗杆传动中，已知蜗杆主动、右旋，其回转方向如图所示。试画出蜗杆和蜗轮所受的各力，画出蜗轮的回转方向。提示：首先应确定蜗轮的旋转方向。因为蜗轮从动，其圆周力为驱动力。方向应与旋转方向相同，蜗杆主动，其圆周力为阻力，方向应与其旋转方向相反。蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力、以及蜗轮的轴向力与蜗杆的圆周力均分别大小相等方向相反、作用在通过啮合点的同一条直线上。径向力均自啮合点指向各自的轴心。图9.8蜗杆传动图图9.9 蜗轮和蜗杆的受力图例题例题2 具有自锁性能的蜗杆传动其啮合效率为什么小于0.5。提示：由反行程自锁的条件代入啮合效率公式，即可得到所需结果。解：蜗杆传动的啮合效率代入反行程自锁的条件 小结小结设计蜗杆传动时，除了模数m取标准值外，蜗杆的分度园直径dl亦需取标准值。这样做的目的是为了限制切制蜗轮时所需的滚刀数目，以提高生产的经济性，并保证配对的蜗杆与蜗轮能正确地啮合。蜗杆传动的受力分析的目的在于找出蜗杆、蜗轮上作用力的大小和方向。蜗杆传动的强度计算是本章的重点。