10H第10章蜗轮蜗杆---韩泽光--北航书

1yesno第十章蜗杆传动2yesno§10-1蜗杆传动的特点、类型和应用旋向相同P1543yesno4yesno作用：传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。两轴交错角，常用∑＝90°蜗杆传动：蜗杆、蜗轮啮合，交错轴间的传动。旋向相同5yesno设计：潘存云单个斜齿轮的齿数很少时（例如z1=1），而且β1很大时，轮齿在圆柱体上，构成多圈完整的螺旋。1ω1所得齿轮称为:蜗杆。啮合件称为:蜗轮。设计：潘存云2ω26yesno设计：潘存云改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，所得蜗轮蜗杆，为线接触。点接触优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。分度机构：i=1000,通常i=8~80缺点：传动效率低、蜗轮齿圈，用青铜制造，成本高。线接触可传递较大的动力P1577yesno类型按螺旋面形状阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）环面蜗杆按蜗杆形状圆柱蜗杆最常用只介绍阿基米德圆柱蜗杆按蜗杆旋向左旋右旋P1548yesno精度等级：对于一般动力传动，按如下等级制造：v17.5m/s----7级精度；v13m/s----8级精度；v11.5m/s----9级精度；书上没有9yesno设计：潘存云伸出左手右旋蜗杆2110yesno设计：潘存云设计：潘存云左旋蜗杆12伸出左手伸出右手右旋蜗杆2111yesno§10-2圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸一、圆柱蜗杆传动的主要参数P15712yesno设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云中间平面2α在中间平面内，相当于渐开线齿轮齿条啮合。在设计和制造中：以中间平面内的参数、几何关系为准。P15513yesno在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线。蜗杆分度圆与蜗轮分度圆，纯滚动。14yesno蜗杆分度圆与蜗轮分度圆，纯滚动。15yesno20°1.标准模数m和标准压力角α蜗杆轴向模数、压力角，为标准值。蜗轮端面模数、压力角，为标准值。16yesno正确啮合条件中间平面内，参数分别相等。ma1=mt2=m，αt2=αa1=α1、蜗杆轴向模数、压力角，分别等于蜗轮端面模数、压力角；2、蜗杆分度圆上的导程角γ1，等于蜗轮分度圆上的螺旋角β2，旋向相同。P15817yesno设计：潘存云2.传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2蜗杆头数z1：螺旋线的数目。d蜗杆转动一圈，相当于齿条移动z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。传动比:z1z2=---n2n1i=---通常：z1=1，2，4若想得到较大的传动比,可取z1=1,但传动效率低。对于大功率传动,为了提高传动效率，可取：z1=2或4P15918yesno蜗轮齿数:z2=iz1为避免根切：z2≥26一般情况：z2≤80z2过大→→蜗杆长度↑→刚度、啮合精度↓结构尺寸↑19yesno将分度圆柱展开：3.蜗杆的导程角γ，设计：潘存云=z1px/πd1=mz1/d1tgγπd1γd1γ蜗杆轴向齿距设：Px=πmPxz1px导程=z1πm/πd1蜗杆直径系数（特性系数）P15820yesno加工蜗轮时,滚刀直径等参数,应与蜗杆分度圆的直径等参数相同，为了限制加工蜗轮滚刀的数量，规定分度圆直径，只能取标准值，并与模数相配。蜗杆的直径系数。定义：q=d1/m一般取:q=8～18tgγ=tgγ=z1/qd1=mqmz1/d121yesno设计：潘存云Cω1Cv2=v1+vS4.齿面间滑动速度vSvS=v1/cosγvS=v22+v12v2=v1tgγv2γv1v2v1vS125.中心距a=r1+r2=(mq+mz2)/2γ22yesno二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算P15923yesno§10-3蜗杆传动承载能力计算P16024yesno设计：潘存云设计：潘存云一、圆柱蜗杆传动的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1ω2圆周力：Ft轴向力：Fa径向力：FrFt1=Fa2Fr1=Fr2Fa1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2=Fa1tgαT1蜗杆扭矩ω111tanarFFP161图T2蜗轮扭矩T2=T1iηη蜗杆传动的效率P16025yesno二、蜗杆传动的失效形式、设计准则主要失效形式：胶合、点蚀、磨损。P16126yesno三、蜗杆传动的材料选择材料蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。一般蜗杆：40，45钢调质处理蜗轮材料：vS12m/s时→ZCuSn10P1锡青铜vS12m/s时→ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜vS≤6m/s时→ZCuAl10Fe3铝青铜。vS2m/s时→球墨铸铁、灰铸铁。P16127yesno四、圆柱蜗杆传动的强度计算P162五、蜗杆的刚度计算P16328yesno六、圆柱蜗杆传动的热平衡计算1、圆柱蜗杆传动的效率功率损耗：啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。η=（0.95~0.97）tg(γ+ρ’)tgγ蜗杆主动时，总效率计算公式为：式中:γ为蜗杆导程角;ρ’称为当量摩擦角，ρ’=arctgf’,f’为当量摩擦系数，取值见表12-7P16429yesno2、蜗杆传动的润滑润滑不良→效率显著降低↓→早期胶合或磨损润滑对蜗杆传动而言，至关重要。润滑方式的选择：当滑动速度vs≤5~10m/s时当滑动速度vs10m/s时30yesno3、蜗杆传动的热平衡计算由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起：箱体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算。对闭式传动，热量由箱体散逸，要求箱体与环境温差：∆t≤[∆t]一般取温差许用值：[∆t]=60~70℃要求油温：t90℃不能满足要求时，可采取冷却措施P16531yesno设计：潘存云蜗杆通常与轴制成一体z1=1或2时：b1≥(11+0.06z2)mz1=4时:b1≥(12.5+0.09z2)m设计：潘存云b1→蜗杆轴蜗杆长度b1的确定：P166§10-4蜗杆蜗轮的结构32yesno蜗轮的常用结构：设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云整体式组合式过盈配合θθθθde2de2de2de2BBBBccc组合式螺栓联接组合式铸造δTheendP168例题P16910-1,2,4