第章蜗杆传动设计.ppt

2、许用应力 ① 普通圆柱蜗杆传动的许用接触应力 强度低的材料 sb≤300MPa 承载能力取决于蜗轮的接触疲劳强度 寿命系数 当N ＞ 25×107时， 取25 ×107 重载长期 连续工作 32 40 51 70 200 220 180 200 220 310 130 170 ≤12 ≤25 砂 模 金属模 ZCuSn10P1 两侧受载 一侧受载 45HRC ≤350HBS sb s0.2 蜗杆齿面硬度 应用范围 s’FP / MPa s’HP/ MPa 机械性能 适用 滑动速度 /(m/s) 铸造 方法 蜗轮材料 含锡青铜 主要失效形式：疲劳点蚀 § 4-4 蜗杆传动的强度计算 基本许用接触应力，表4-6 承载能力只取决于蜗轮的抗胶合能力，与接触强度无关 故sHP只与材料组合及vs有关，与N无关，具体值查表4-7 强度高（ sb＞ 300MPa ）的无锡青铜材料 或 铸铁 ― ― ― ― 70 90 110 140 钢 (调质或正火) HT150 ― ― ― ― 90 115 130 160 渗碳钢 HT200 HT150 90 120 160 180 210 230 250 ― 钢(淬火)* ZCuAl9Fe4 ZCuAl10Fe3 8 6 4 3 2 1 0.5 0.25 蜗 杆 蜗 轮 滑动速度vs/(ms-1) 材 料 主要失效形式：胶合 § 4-4 蜗杆传动的强度计算 ② 普通圆柱蜗杆传动的许用弯曲应力 （更详细内容自学） 《机械设计》 第4章 蜗杆传动设计 §4-1 概 述 § 4-1 蜗杆传动概述 由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来 蜗轮：圆柱面呈凹圆弧形，包住蜗杆，可改善啮合状况 蜗杆：外形象螺杆, 有螺旋传动的某些特点 传递空间交错轴间的运动和动力 一、蜗杆传动的特点 ◆ 传动比大，结构紧凑 动力传动：i = 10~80，分度机构：1000 § 4-1 蜗杆传动概述 分度头传动示意图：传动路线为 手柄→齿轮副(传动比1：1)→蜗杆与蜗轮传动比(1：40)→主轴。手柄转一圈，主轴转1/40圈 如： ◆ 传动平稳，噪声低 ◆ 发热大、效率低，一般用在传递功率不太大或间歇工作的场合 ◆ 自锁 (当蜗杆导程角g 当量摩擦角rv时) 连续不断的螺旋齿，逐渐进入、退出啮合 ◆ 需消耗有色金属，成本高 § 4-1 蜗杆传动概述 按蜗杆的形状分： ◆ 圆柱蜗杆 ◆ 锥面蜗杆 ◆ 环面蜗杆 普通圆柱 圆弧圆柱 二、蜗杆传动的类型 § 4-1 蜗杆传动概述 1、普通圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) 渐开线蜗杆(ZI蜗杆) 法向直廓蜗杆(ZN蜗杆) 锥面包络蜗杆(ZK蜗杆) 多用直母线刀刃加工(ZK蜗杆除外) 车刀切削刃顶面通过蜗杆轴线 端面齿廓为阿基米德螺旋线 轴向剖面为直线齿廓（相当于齿条） 导程角大时加工不易,γ3°单刀，γ3° 双刀加工 精度较低 用于传递中小载荷 使用逐渐减少 ◆ 阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) § 4-1 蜗杆传动概述 ◆ 渐开线蜗杆(ZI蜗杆) 刀刃顶面与基圆柱相切，端面齿廓为渐开线 相当于少齿数、大螺旋角斜齿轮 传递功率较大 效率高 可磨削，精度高 用于头数较多，较精密传动 § 4-1 蜗杆传动概述 ◆ 法向直廓蜗杆(ZN蜗杆) 车刀刀刃平面位于螺旋线法面内，端面齿廓为延伸渐开线 法面齿廓为直线 可磨削，用于多头精密蜗杆传动 § 4-1 蜗杆传动概述 ◆ 锥面包络蜗杆(ZK蜗杆) 端面齿廓近似为阿基米德螺旋线 蜗杆加工容易，且可磨削 承载能力、效率较高 传动比范围大，一般i =10～360 国家标准推荐使用 § 4-1 蜗杆传动概述 2、圆弧圆柱蜗杆传动（ZC蜗杆） § 4-1 蜗杆传动概述 用圆弧形车刀加工而成 圆弧圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 中间平面上蜗杆齿廓凹弧形，蜗轮齿廓凸弧形 内啮合，综合曲率半径更大，接触应力更小 § 4-1 蜗杆传动概述 目前正推广 因此承载能力较普通型高50~150% 易于形成油膜，传动效率达90% 中间平面：通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面 §4-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 一、主要参数 在中间平面内，相当于齿条与齿轮的啮合 1、模数m和压力角a g b 以阿基米德蜗杆为例 § 4-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 在中间平面内为标准值 正确啮合条件 mx1=mt2=m (标准值) ax1=at2=a =20° (标准值) Σ=90° 时： g = b 且旋向相同 对蜗杆而言为轴向截面， 对蜗轮则为端面 2、蜗杆分度圆柱导程角g px：齿距，相邻两齿