《机械设计基础》CHAP10蜗柑.doc

蜗杆传动 基本要求：重 点：学 时：。其特点是结构紧凑、传动比大、传动平稳、易自锁。缺点是摩擦磨损大、发热量大，η低，∴适于中心功率的传动。 一、蜗杆传动的类型 按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用） 环面蜗杆 锥蜗杆（较少） 1、圆柱蜗杆传动： 普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到） 阿基米德蜗杆（ZA）——最常用，垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，在过轴线的平面内齿廓为直线，在车床上切制时切削刃顶面通过轴线。，加工简单，磨削有误差，精度较低，刀子轴线垂直于蜗杆轴线， 单刀：导程用；双刀：导程用 法向直廓蜗杆（ZN）——切削时刀刃垂直于轮齿法面，法面齿廓（延伸渐开线~）——直线，轴面齿形为渐开线，端面齿形为一延伸渐开线，磨削有误差、精度较低。 渐开线蜗杆（ZI）——刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿莆为渐开线，由渐开线齿轮演化而来（Z小，大），在切于基圆的平面内一侧齿形为直线，可滚齿，并进行磨削，精度、η高。适于较高速度和较大的功率。 锥面包络圆柱蜗杆（ZK）——不能在车床上加工，而只能在特种铣床上用梯形齿圆盘刀具加工，加工时，工件作螺旋运动，刀具绕轴线作回转运动，铣刀或砂轮轴线与蜗杆轴线成Y角，刀具绕自身轴线作回转运动，刀刃回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面（图7-7），在各剖面内齿形均为曲线，可磨削，精度好，生产率高。蜗轮用齿形尺寸与之啮合的蜗杆相同的滚切滚切，滚切外径略大，滚切时的中心距与啮合时中心距相同。 圆弧圆柱蜗杆（ZC）（Niemamm蜗杆）（德国人）—与普通圆柱蜗杆比，齿廓形状不同，蜗杆的螺旋齿面是用刃边与凸圆弧形刀具切制，所在在中间平面内，蜗杆齿廓是凹圆弧形，而配对蜗轮的齿廓为凸弧形。接触应力小，精度高，承载能力大，结构紧凑η=0.90，适于重载。 2、环面蜗杆传动—蜗杆轴向为凹圆弧面，蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧面上，中间平面内，蜗杆、蜗轮均为直线齿廓，特点：同时啮合齿数多，∵轮齿接触线与蜗杆齿运动的方向近似垂直，∴易于形成动压油膜、效率高，η=90°，承载能力强。 另外，还有一次包络和二次包络环面蜗杆传动，其承载能力和效率比上述环面蜗杆传动更高。 3、锥蜗杆传动——蜗杆齿分布在节锥上的等导程螺旋。蜗轮——如同曲线齿锥齿轮：特点：同时接触齿数多，重合度大，传动比范围大，侧隙可调。但传动具有不对称性，正反传动时受力、承载与效率均不同。较少。 二、蜗杆传动的特点 传动比大 i= 50~80——动力传动 300—— 分度机构 700——只传递运动 2、连续啮合，传动平稳，冲击载荷小，噪音低 3、具有自锁性，即当 4、齿面滑动速度VS大、磨损、发热，容易使润滑失效，η较低，易磨损、胶合。 §10—2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 主平面内参数：蜗杆——轴面；蜗轮——端面 1、模数m和压力角 （中间轴）主平面内蜗杆蜗轮传动相当于——齿条与渐开线齿轮（阿基米德蜗杆） 主平面：蜗杆——轴面,；蜗轮——端面， ——正确正确合条件 2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 由于加工蜗轮须用与之啮合的蜗杆参数相同的滚刀来加工，所以对于同一尺寸的蜗杆必须一把对应的蜗轮滚刀，即对同一模数不同直径的蜗杆，必须配相应数量的滚刀。∴为了限制蜗轮滚刀的数量，取蜗杆直径d1为标准值，并引入直径系数q. ——∴d1=mq≠mZ1 d1、q——见表7-2，一般同m，只有1~2个，q、d1即只面1~2把滚刀。 如采用非标准滚切或飞刀切制蜗轮，则d1，q不受标准限制。 3、蜗杆头数Z1 一般Z1=1~6： 单头，i大，易自锁，效率低，但精度好 多头杆，η↑，但加工困难，精度↓ 4、导程角 将蜗杆分度圆上的螺旋线展开，如图7-7所示，则蜗杆的导程角为 5、传动比和齿数比u—— 齿数比——大齿轮齿数比小齿轮齿数； 传动比——从动轮齿数比主动轮齿数 6、蜗轮齿数Z2 为避免根切，，而∵时，啮合区较小，传动平稳性差 ∴，动力传动 ∵d2不变时，Z2过大，m过小，轮齿弯曲强度↓ m不变，Z2过大，d2过大，蜗杆支承跨距↑，蜗杆弯曲赐度↓ 7、标准中心距a 按GB7085-88而定的普通圆柱蜗杆和蜗轮基本尺寸和参数。 §10—3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构 一、蜗杆传动的失效形式和设计准则 1.齿面相对滑动速度vs 蜗杆传动中蜗杆的螺旋面和蜗轮齿面之间有较大的相对滑动。滑动速度vs沿蜗杆螺旋线的切线方向。如图7-7所示，v1为蜗杆的圆周速度，v2为蜗轮的圆周速度，作速度三角形得： 较大的滑动