蜗轮齿廓及蜗杆蜗轮传动特点.PPT

第九章 蜗杆传动 §9-1 蜗杆传动概述 §9-2 蜗杆传动的主要参数与几何尺寸 §9-3 蜗杆传动的设计计算 §9-5 蜗杆和蜗轮的结构 §9-4 圆弧圆柱蜗杆传动简介 蜗杆传动用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为90°。 §9-1 蜗杆传动概述 1．传动比大，一般 i =10~80，最大可达1000； 2．重合度大，传动平稳，噪声低； 4．齿面的相对滑动速度大，效率低； 主要用于中小功率，间断工作的场合。 广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。 （蜗杆传动） 一、蜗杆传动的特点： 3．结构紧凑，可实现反行程自锁； 其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， 加工出的蜗杆的齿廓形状不同。 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高； 重合度大；承载能力和效率较高。 阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆）（图11－4） 　　 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆）（图11－6） 法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）（图11－5） 锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆) 　(图11-7)　 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动(图11-8) 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 （图11－1） （图11－2） （图11－3） 二、蜗杆传动的类型 本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。 §9-2 蜗杆传动的主要参数与几何尺寸 1. 模数 m 和压力角 a 　在主平面内，蜗杆和蜗轮的模数相等且为标准值，见表11－2。 2. 蜗杆分度圆直径 d1 和直径系数 q 蜗杆分度圆直径 d1 为标准值，见表。 主平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面 是蜗轮的端面 ZA蜗杆传动在主平面内，相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。 蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在主平面内确定。 即　 　 mx1= mt2 = m 即：q = d1／m d1与模数 m 的比值称为蜗杆直径系数 q。 阿基米德蜗杆的轴面压力角 αx1＝20° 法向直廓蜗杆的法向压力角 αn1＝20° d1 = q m 是导出值 一、蜗杆传动的主要参数 主平面 β 　（Z1与Z2的荐用值表） (蜗杆头数与传动效率关系) 4. 蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2 3. 蜗杆分度圆柱导程角g z1↑→g↑→效率 η↑，但加工困难。 正确啮合条件： mx1= mt2 γ1＝β2 （蜗轮、蜗杆旋向相同） αx1= αt2 z1↓→ 传动比 i↑，但传动效率 η↓。 常取，z1＝1，2，4，6。 可根据传动比选取，见表11－1。 　　 z2= i z1 。 如 z2太小，将使传动平稳性变差。如 z2太大，蜗轮直径将增大，使蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。 　　 一般 z2＝32～80 主要参数与几何尺寸 d1 γ 5. 传动比 i 6. 中心距 中心距的常用值见表11-2。 二、蜗杆传动的变位 变位：即加工蜗轮时，改变刀具的位置。而蜗杆相当于刀具。 故，只是蜗轮变位，而蜗杆不变位。即蜗轮尺寸变化，蜗杆尺寸不变。 但是，变位以后，蜗杆的节圆改变，而蜗轮的节圆永远与分度圆重合。 变位的目的：调整中心距和传动比 调整中心距所需变位系数： 常取 －0.5≤x≤0.5 三、蜗杆传动的几何尺寸 见表11－3 主要参数与几何尺寸 ( d1= q m ≠ z1m) ( d2= z2 m ) (图11－11) 变位系数 或 适用于齿面滑动速度 较高的传动。 §9-3 蜗杆传动的设计计算 一、失效形式、设计准则和常用材料 1. 主要失效形式： 蜗轮齿面的胶合、磨粒磨损（最终导致断齿）等。 3. 常用材料 蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢。 按蜗轮的齿面接触疲劳强度进行计算；之后校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度，并进行热平衡计算。 2. 设计准则 闭式传动： 开式传动： 通常只计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度。 锡青铜： 铝青铜： 灰铸铁： 蜗轮常用材料有： ≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差） ≤ 2 m/s 的场合。 （抗胶合能力强，抗点蚀能力差） = = = Fx1 Ft1 Fn Fr1 = = 蜗杆传动受力方向判断 二蜗杆传动的受力分析 蜗杆传动强度计算 右旋 求蜗杆的旋向？ Fx1 求蜗杆的转向？ 练 习 三、蜗杆传动的承载能力计算 1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 L —— 接触线长度， = 对于阿基米德蜗杆： = 将 、 代入： = 引入量纲为1的