第八章蜗杆传动选读.ppt

机械设计基础 浙江机电职业技术学院 胡家秀 郑州铁路职业技术学院 徐刚涛 教学课件 编创制作 第八章 蜗杆传动 第一节 概述 第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 〇第三节 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 第四节 蜗杆传动的强度计算 ⊙第五节 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 第六节 蜗杆和蜗轮的结构 第一节 概述 蜗杆传动是特殊的交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动），其特殊点表现在以下几点： 1.交错轴的轴交角Σ= β1 ＋ β２＝90°。 2.小斜齿轮齿数很小，一般z1=(1～４），呈杆状，因此称为蜗杆。蜗杆螺旋角β1很大，为方便应用时取其余角γ，称为导程角。 γ角的范围一般为3.5°～33°。 3.大斜齿轮齿数可取得相对多，一般 z2 ≥ 28，其螺旋角β2很小；为改善传动接触情况和便于准确安装，其齿顶制成弧形，是为蜗轮。 一、蜗杆传动的特点与应用 蜗杆传动的特点 二、蜗杆传动的类型 1.按蜗杆形状: 阿基米德蜗杆（ZA）渐开线蜗杆(ZI) 法向直廓蜗杆(ZN) 锥面包络蜗杆(ZK) 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。 其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高； 同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。 2.按轮齿旋向：左旋、右旋 3.按工作条件：闭式、开式、半开半闭 4.按蜗杆头数 ：单头、多头 普通圆柱蜗杆传动 线的法向剖面内，端面齿廓为延伸渐开线加工较简便，利于加工多头蜗杆．可用砂轮磨齿。其加工精度和表面质量容易保证，常用于机床的多头精密蜗杆传动。 3.渐开线蜗杆[ZI蜗杆]，刀具切削刃平面与基圆柱相切，端面齿廓为渐开线。制造精度、表面质量、传动精度及传动效率较高、适用于成批生产和大功率、高速、精密传动。 1.阿基米德蜗杆[ZA蜗杆]，切削刃平面通过蜗杆轴线，端面齿廓为阿基米德螺旋线，蜗杆车制简便，故传动精度和传动效率较低．蜗杆头数多时车削较困难。 2.法向直廓蜗杆[ZN蜗杆] ，切削刃置于齿槽中线（或齿厚中线）处螺旋 圆弧圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆轴向齿廓为凹圆弧形，相配蜗轮齿廓为凸圆弧形。中间平面内，蜗杆与蜗轮间形成凹凸齿廓啮合。圆弧圆柱蜗杆传动具有：效率高（达90以上），承载能力大（约为普通圆柱蜗杆传动的1.5 ～2.5倍），传动比范围大、体积小等优点。适用于高速重载传动，正在逐渐取代普通圆柱蜗杆传动。 环面蜗杆传动 环面蜗杆传动与圆柱蜗杆传动比较，具有下列特点： l）轮齿间具有较好的油膜形成条件，因而抗胶合的承载能力和效率都较高； 2）同时接触的齿数较多，因而其承载能力为圆柱蜗杆传动的1.5～4； 3）制造和安装较复杂，对精度要求较高； 4）需要考虑冷却方法。 锥面蜗杆传动 锥面锅杆传动的特点是： 1）啮合齿数多，重合度大，传动平稳，承载能力高； 2）蜗轮能用淬火钢制造，可以节约有色金属。 第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 mt1=mt2=m αt1=αt2=α β2=γ 1.模数m与压力角α 以普通蜗杆传动为例， GB10088—88将中间平面的蜗杆轴向模数mx1和压力角αx1规定为标准值，因此蜗杆传动的 正确啮合条件 一、主要参数 2.蜗杆的导程角γ 3．蜗杆分度圆直径d1 为了减少蜗轮滚刀数量，规定蜗杆分度圆直径d1为标准值在蜗杆轴刚度允许的情况下，设计蜗杆传动时，要求传动效率高时，d l可选小值；而当要求强度和刚度大时，d1选大值。 4．蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i 蜗杆头数z1的选择：z1 ，则传动效率η ，加工难度增加，一般取z1=（1～4）。大传动比设计时用单头蜗杆。 蜗轮齿数z2的选择：根据传动比i和蜗杆头数z1决定：z2=iz1，动力传递时取大值，以利平稳性，z2不应少于28；另一方面蜗轮齿数多，蜗轮尺寸越大，蜗杆轴越长，因而刚度越小，影响蜗杆传动的啮合精度，因此一般z2不大于100。 蜗杆传动的传动比i = z2 /z1≠ d2／d1，蜗杆传动减速器的传动比公称值已形成系列。 二、蜗杆传动的几何尺寸 圆柱蜗杆传动主要几何尺寸的计算公式见表8-4。 〇第三节 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 一、蜗杆传动的失效形式及设计准则 失效形式与齿轮类似，有齿面疲劳点蚀、胶合、磨损与轮齿折断。与圆柱齿轮传动比较：