2015年度机械设计第11章蜗杆传动选编.ppt

五. 蜗杆的刚度计算(看成简支梁) I：为蜗杆危险截面的轴惯性矩 五. 蜗杆传动精度等级的选用 国家标准将精度等级分为12级。1级精度最高，12级精度最低，常用的是6～9级。 6级精度用于中等精度机床的分度机构， 7、8级精度用于一般机械中的中速动力传动， 9级精度用于要求不高的低速传动， 结论 §11－5 效率、润滑及热平衡计算 一. 蜗杆传动的效率 蜗杆传动的总效率为： 蜗杆传动的功率损失 啮合损失 轴承中的摩擦损耗 搅油损失 ① 在一定范围内，蜗杆传动效率随着γ增大而增大 ② 当γ小于当量摩擦角时，蜗轮主动时会出现自锁， 在这种情况下，蜗杆主动时的效率低于50%。 的估值 1 2 4 6 0.7 0.8 0.9 0.95 二. 蜗杆传动的润滑 润滑良好与否对蜗杆传动影响很大。 相对速度高 ，采用压力喷油润滑。 润滑油粘度的选择主要由载荷类型考虑。 ? 润滑油： ? 供油方式： 与速度有关 相对滑动速度 时， 采用油池润滑。 蜗杆线速度 时，蜗杆上置由蜗轮带油润滑。 ? 润滑油量： 蜗杆下置时，浸油深度为蜗杆的一个齿高。 蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/3。 vs小时，蜗杆下置 有利于润滑 避免过大的搅油损失 目的 控制油温，防止胶合 三. 蜗杆传动的热平衡计算 ? 原理 单位时间内因摩擦产生的热量应小于或等于相同时间内散发出去的热量。 功率损耗为： 则产生的热量为： 散发到周围空气中的热量为： —散热系数，据周围的通风条件，一般取： P1—蜗杆传递的功率Kw。 —油的工作温度，一般限制在60~70°C，最高不超过90°C。 S—散热面积，m2，指箱体外壁与空气接触而壁被油飞溅到 的箱壳的面积。对于箱体上的散热片，其面积只按50% 计算。 ? 热平衡条件 或 ? 散热条件不足时采取的措施： 增加散热面积S 加装冷却管路 c)加散热片 加装风扇 设计步骤 选择材料 强度计算 热平衡计算 校核滑动速度 结构设计 §11－6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 蜗杆通常与轴做成一体（这也是蜗杆常用中碳钢的原因）。 ? 蜗杆的结构 时可将轴与蜗杆分开制造 z1=1或2时：b1 ≥(11+0.06z2)m z1= 4时: b1≥ (12.5+0.09z2)m 刚度差 刚度好 b1 ? 蜗轮的结构 为节约贵重金属，蜗轮经常采用组合结构，即用碳钢或铸铁做轮芯，用青铜做齿圈。视生产批量和尺寸的大小，可分别采用铸造、过盈配合或螺栓联接等。设计时，对后两种联接，要注意避免过定位。 Ⅲ Ⅰ Ⅱ 例 题 分 析 在图示传动系统中，件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿轮，件7、8为锥齿轮。已知蜗杆1为主动，要求输出轮8的回转方向如图示。试确定： 1）各轴的回转方向（画在图上）； 2）考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺旋线方向（画 在图上）； 3）画出各轮的轴向力的方 向，并画出轮4所受的 力。 解：1. 如图所示 2. 如图所示 3. 如图所示 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ nⅣ Fa7 Fa6 Ft5 nⅢ nⅡ nⅠ Ft6 Fa5 Fa4 Fa3 Fa2 Ft1 n1 Ft2 Fa1 3. 如图所示 齿轮四： Ft4 Fr4 Fa4 1.蜗杆传动有哪些特点？对蜗杆蜗轮副的材料组合有哪些要求？ 2.同样是啮合传动。齿轮传动的传动比公式i=Z2/Z1 =d2/d1和中 心距公式 a=m（z1+ z2）/2是否适合蜗杆传动？为什么？ 3.试证明反行程自锁的蜗杆传动蜗杆主动时其啮合效率?50% 。 4.对于动力传动，一般是尽可能不用单头蜗杆，其理由何在？ 5.和齿轮传动一样，蜗杆传动的模数也是标准的。那么,国家为 什么要将蜗杆的分度直径也标准化呢？对于同样的模数m，可 供选用的直径一般不止一个。那么，在什么情况下宜选用大 的直径呢？对于同样的直径，可供选用的模数一般不止一个。 那么，在什么情况下宜选用大的模数呢？ 6.在什么情况下要对蜗杆传动进行热平衡计算？如果热平衡计 算不满足要求，应从哪几方面采取措施？ 7.过盈配合的蜗轮齿圈的骑缝螺钉为什么要偏向铸铁轮芯一侧？ 思考题 图示为一蜗杆----圆柱斜齿轮----直齿圆锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主动，且按图示方向转动，试在图中绘出： （1）各轮转向;