机械设计基础-第十一章

按蜗杆的形状分类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动等。传递空间相互垂直而不相交的两轴间的运动§11-1蜗杆传动的类型、特点第十一章蜗杆传动一、圆柱蜗杆传动中间平面—连过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面，中间平面内蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。二、环面蜗杆传动三、锥蜗杆传动优点：1、大传动比、结构紧凑i=5~80；2、传动平稳，噪声小；3、可自锁，升角3~6°4、可微小传动缺点：1）、η=0.7~0.9；2）、有点蚀；一、主要参数及其选择：1、模数和压力角ma1=mt2=m,αa1=αt2=α§11-2蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算2、蜗杆螺旋线升角和蜗杆直径系数q（分度圆直径d1）1d1dL1111111dmZdmZdZPdLtgatgZmd11tgZq1令q—蜗杆直径系数64211、、、ZtgZq1λ多个为了减少蜗轮滚刀的数目及有利于刀具的标准化，规定蜗杆直径系数q为标准值。mqd13、蜗杆头数Z1(1、2、4、6)Z1多效率高，但加工困难4、蜗轮的齿数Z2齿数少啮合区小，平稳性差；齿数过多，同直径时模数小，弯曲强度低；同模数时蜗轮尺寸大，蜗杆支撑跨度大，刚度差。6、中心距)zq(m21)dd(21a2215、传动比i和齿数比u12zzuuzznni1221蜗杆为主动时二、蜗杆传动变位特点：蜗轮变位蜗杆不变位变位目的：1、配凑中心距a2、微调传动比i一、失效形式、设计准则和常用材料1、失效形式：胶合、点蚀、磨损§11-3蜗杆传动的失效形式、材料和结构2、设计准则：闭式蜗杆传动按齿面接触强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度开式蜗杆传动只按齿根弯曲疲劳强度设计3、常用材料：蜗杆材料：高速重载15Cr、20Cr渗碳淬火HRC56~62，40、45、40Cr淬火HRC40~55；低速中载40、45调质HBS220~300s/m3s蜗轮材料：重要传动铸造锡青铜减磨价格高s/m4s铸造铝铁青铜强度高价格低s/m2s球墨铸铁或灰铸铁二、蜗杆、蜗轮的结构1、蜗杆结构：铣制蜗杆、车制蜗杆2、蜗轮结构：齿圈式、螺栓联接式、整体式、拼铸式§11-4蜗杆传动的受力分析o1T1nFrFtF'FaF1rF1tF1aF2tF2rF2aF力的方向：Fa的方向可用左右手定则判断：左旋用左手右旋用右手，四指弯曲方向为外力矩方向，拇指指向为Fa方向。圆周力Ft在蜗杆上形成的扭矩与转动方向相反，在蜗轮上相同；Fr沿半径方向指向轮心。例：图示蜗杆传动，试画出Ft、Fr、Fa方向、蜗轮转向及旋向2aFn11rF1tF2rF1aF2tFn2§11-5普通圆柱蜗杆传动的设计计算蜗轮蜗杆在中间平面上的啮合与斜齿轮斜齿条相似。一般传动的失效为蜗轮的失效，即蜗轮轮齿的失效---疲劳点蚀、胶合。蜗轮轮齿弯曲强度所限定的承载能力，大都超过齿面点蚀所限定的承载能力。按齿面接触疲劳强度进行设计计算。1、蜗轮轮齿齿面接触强度验算式：HEHaKTZZ32ZE---弹性影响系数Zρ—接触系数K------载荷系数，K=KAKβKV，KA为使用系数；Kβ为齿向载荷分布系数；KV为动载系数；设计式为：mmZZKTaHE3222、蜗轮轮齿齿根弯曲疲劳强度计算：YYYYmdbKTSaFanF222222YYcosmddKT.FaF2212531§11-6蜗杆传动的效率和散热计算一、蜗杆传动的效率：1、考虑啮合摩擦损耗时的效率3212、考虑轴承摩擦损耗时的效率3、考虑溅油损耗时的效率s/mcos1000*60ndcosvvvv1112221s其总效率主要取决于啮合效率η1，η1主要取决于vs齿面间滑动速度vs：蜗杆传动效率初估值：蜗杆头数1246总效率0.70.80.90.95二、蜗杆传动的热平衡计算蜗杆总效率为：vtgtg97.0~95.0单位时间产热H1=同时间内散热H2)1(100011PH)tt(SHa0d2P1——蜗杆传递功率S—散热面积；t0—油温提高散热能力：加散热片、加风扇、冷却水管