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第3章 蜗杆传动 3.1 蜗杆传动的特点与分类 3.2 圆柱蜗杆传动的主要参数 3.3 蜗杆传动的载荷和失效形式 3.5 蜗杆传动的结构设计 3.4 蜗杆传动的设计可算 及几何计算 本章学习的基本要求： 熟练掌握的内容 1）蜗杆传动的特点及应用，蜗杆传动主要参数的合理选择及 几何尺寸的计算； 2）蜗杆传动受力分析，蜗轮转向判断； 3）蜗杆传动的失效形式、材料选择及强度计算； 4）蜗杆传动的润滑、效率计算及热平衡计算。 本章的重点： 蜗杆直径系数q 的含义，蜗杆的受力分析及蜗轮转向判断。 作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。 ∑＝90° 形成：若单个斜齿轮的齿数很少（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。 1 ω1 所得齿轮称为:蜗杆。 而啮合件称为:蜗轮。 蜗杆 2 ω2 蜗轮 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： 摩擦损失较大，效率低、蜗轮齿圈用青铜制 造，成本高。 一般：η= 0.7 ~ 0.8， 自锁：η≈0.4 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 3.1 蜗杆传动的特点与分类 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。 普通圆柱蜗杆 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。 传动特点： 1）传动效率高，一般可达90%以上； 2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5 ~ 2.5倍； 3）结构紧凑。 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆(ZA) γ 阿基米德蜗杆 双刀加工 α α 阿基米德螺线 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 渐开线蜗杆(ZI) 渐开线蜗杆 渐开线 基圆 α 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 γ dx 延伸渐开线 α α 车刀对中齿厚中心法面 法向直廓蜗杆(ZN) 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆(ZK) 2α γ 近似于阿基米德螺线 是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣削或磨削，加工时工件作螺旋运动，刀具作旋转运动。 砂轮 γ 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 环面蜗杆传动特点： 1）传动效率高，一般可达85~90%； 2）承载能力高，约为阿基米德蜗杆的2 ~ 4倍； 3）要求制造和安装精度高。 环面蜗杆 类型 环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥蜗杆传动特点： 锥蜗杆 1）同时接触的点数较多，重合度大； 2）传动比范围大，一般为10 ~ 360； 3）承载能力和传动效率高； 4）制造安装简便，工艺性好。 蜗杆分左旋和右旋。 左旋 右旋 蜗杆还有单头和多头之分。 中间平面 中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。 在中间平面内，圆柱蜗杆传动相当于齿轮齿条的啮合传动。故设计时，均取中间平面上的参数和尺寸为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。 2α 3.2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何计算 ZA蜗杆： αa=20°轴向 由蜗杆传动正确啮合的条件，得： 1. 模数m和压力角α 压力角 ZN蜗杆： αn=20°法向 ZI蜗杆： αn=20° ZK蜗杆： αn=20° ma1= mt2 = m αa1= αt2 （一）主要参数及其选择 由于蜗杆传动在中间平面内相当于渐开线齿轮与齿条的啮合 2