第11章 蜗杆传动.ppt

* 11.1蜗杆传动的类型和特点 11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 11.3蜗杆传动的失效形式及材料选择 11.4蜗杆传动的强度计算 11.5蜗杆传动的效率与热平衡计算 第11章 蜗杆传动 11.1蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动和动力，一般两轴交角为90°，如图11-1所示。蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成。一般为蜗杆主动、蜗轮从动，具有自锁性，作减速运动。蜗杆传动广泛应用与各种机械和仪器设备之中。 图11-1 蜗杆传动 11.1.1蜗杆传动的类型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 11.1.2蜗杆传动 的特点 1、蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。一般传动比 i=10-40，最大可达80。若只传递运动（如分度运动），其传动比可达1000。 2、传动平稳、噪音小。 3、可制成具有自锁性的蜗杆。 4、蜗杆传动的主要缺点是效率较低。 5、蜗轮的造价较高。 蜗杆传动的特点和应用 11.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 11.2.1蜗杆传动的主要参数及其选择 规定通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面。 1.模数和压力角 ???? 蜗杆传动的设计计算都是以中间平面内的参数和几何关系为标准。 在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 2.蜗杆分度圆直径d1及蜗杆直径系数q 3.蜗杆分度圆螺旋导程角 ??? Z1、q已知时，导程角即为定值。 4.蜗杆的头数Z1和蜗轮的齿数Z2 ?可参考表。 5.蜗杆传动传动比i ???? i=n1/n2=Z2/Z1 6.蜗杆传动的中心距a ? a=(d1+d2)/2=m(q+Z2)/2 u=蜗轮齿数z2/蜗杆头数z1，减速传动时u=i u 齿数比 2）减速传动时常用i=15~50，荐用的蜗杆头数与传动比之间的对应值见表1 1）i12=n1/n2=z2/z1=d2/（mz1）=（2a-d1）/（mz1）=（2a/m-q）/z1 i12 传动比 为了保证始终有两对以上齿啮合，通常规定z228,以增加传动的平稳性 z2 蜗轮齿数 通常取z1=1、2、4、6，头数过多，导程角过大会使加工困难。 z1 蜗杆头数 2）引入该参数是为了限制切制蜗轮时所需要的滚刀数目，提高生产的经济性。 1）是一个将蜗杆分度圆直径d1限制为标准值的参数：q=d1/m，其值见表2 q 蜗杆直径系数 2）ZA蜗杆轴向压力角αa=α；ZA、ZI、ZK蜗杆法向压力角αn=α 1）α的标准值是20°，动力传动允许25°，分度传动允许15°或12° α 压力角 2）蜗杆轴向模数ma1=蜗轮端面模数mt2=模数m 1）m的大小由强度计算确定，并按GB（表2）取标准值 m 模数 说明 符号 名????? 称 u=蜗轮齿数z2/蜗杆头数z1，减速传动时u=i u 齿数比 2）减速传动时常用i=15~50，荐用的蜗杆头数与传动比之间的对应值见表1 1）i12=n1/n2=z2/z1=d2/（mz1）=（2a-d1）/（mz1）=（2a/m-q）/z1 i12 传动比 为了保证始终有两对以上齿啮合，通常规定z228,以增加传动的平稳性 z2 蜗轮齿数 通常取z1=1、2、4、6，头数过多，导程角过大会使加工困难。 z1 蜗杆头数 2）引入该参数是为了限制切制蜗轮时所需要的滚刀数目，提高生产的经济性。 1）是一个将蜗杆分度圆直径d1限制为标准值的参数：q=d1/m，其值见表2 q 蜗杆直径系数 2）ZA蜗杆轴向压力角αa=α；ZA、ZI、ZK蜗杆法向压力角αn=α 1）α的标准值是20°，动力传动允许25°，分度传动允许15°或12° α 压力角 2）蜗杆轴向模数ma1=蜗轮端面模数mt2=模数m 1）m的大小由强度计算确定，并按GB（表2）取标准值 m 模数 说明 符号 名????? 称 11.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 11.3蜗杆传动的失效形式及材料选择 11.3.1、蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似。 由于材料和结构的原因, 蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度, 所以失效常发生在蜗轮轮齿上。 蜗轮传动中由于蜗杆与蜗轮齿面间的相对滑动速度较大, 效率低, 摩擦发热大, 因此其主要失效形式是蜗轮齿面的胶合、 点蚀和磨损。 表11 - 1 蜗杆、 蜗轮配对材料 表11 - 2 铸锡青铜蜗轮许用应力［σH ］ 表11 - 3铸铝青铜及铸铁蜗轮许用应力［σH］ 11.3.2、常用材料 由蜗杆传动的失效分析可知, 蜗杆、 蜗轮的材料要具有优良的减摩性、 耐磨性和抗胶合性能, 并具有足够的强度。 常用的蜗轮材料有: 铸锡青铜 ZCuSn10P1和ZCuSn5