2011机械工程基础与CAD课件第三章3.pptVIP

3．3蜗杆传动 3．3．1蜗杆传动概述 蜗杆传动用以传递交错轴间 的运动和动力,交错角一般为90°。 1．蜗杆传动的组成及性质 蜗杆1和蜗轮2组成。 常用的普通蜗杆是一个具有梯形螺纹的螺杆，其螺纹也有左旋、右旋和单线、多线之分。蜗轮是一个在齿宽方向具有弧形轮线的斜齿轮。在蜗杆传动中，一般以蜗杆作为主动件。 机械工程基础 电子信息工程 机械工程基础 蜗杆传动 电子信息工程 普通圆柱蜗杆传动可以看作是由螺旋机构演变而成的。 机械工程基础 蜗杆→短螺杆 蜗轮→特殊的斜齿轮 →螺母的一部分 电子信息工程 2．蜗杆传动的速比 蜗杆传动一般以蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。设蜗杆线数为Z1，蜗轮齿数为Z2，当蜗杆转动一圈时，蜗轮转过Z1个齿，即转过Z1／Z2圈。当蜗杆转速为 nl时，蜗轮的转速应为 n2＝n1（Z1／Z2）。所以蜗杆传动的速比应为 i＝ ＝ 机械工程基础 蜗杆传动中，蜗轮的转向可用下述方法来确定：把蜗杆传动看成一螺旋机构，此时，蜗杆相当于螺杆，螺旋机构中螺母移动的方向就是蜗轮在啮合点的圆周速度v2的方向，根据v2的方向即可判定蜗轮的转动方向。 电子信息工程 3．蜗杆传动的特点 优点: 1.速比大：ｉ很大，一般ｉ＝7～80 2.传动平稳, 噪音低 ； 3.可自锁, 结构紧凑（只有蜗杆能驱动蜗轮，蜗轮却不能驱动蜗杆）。 缺点: 1.Ｖs大→效率低, 发热大→可自锁时η＜50％ （存在着剧烈的滑动摩擦，所以发热严重，效率较低）； 2.需贵重金属→价高； 3.不宜用于大功率长期工作。 机械工程基础 电子信息工程 3、3．2 蜗杆传动的主要参数及几何关系 1．模数m和压力角α 通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。 机械工程基础 在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。因此蜗杆轴向模数mx1和轴向压力角αx1应分别等于蜗轮端面模数mt2和端面压力角αt2，并符合标准值。 蜗杆传动标准压力角α为20o。 电子信息工程 机械工程基础 将蜗杆分度圆柱面展开，其螺旋线形成一直角三角形，如图所示。γ为蜗杆的导程角，px1为蜗杆的轴向齿距，z1为蜗杆线数，dl为蜗杆分度圆柱直径。 2．蜗杆导程角和蜗轮螺旋角 电子信息工程 机械工程基础 只有当蜗杆的导程角γ与蜗轮的螺旋角β相等，且螺旋方向相同时，两者才能够啮合。 自锁条件: γ ≤ρ′(当量摩擦角) 蜗杆传动正确啮合的条件是： mxl＝ mt2＝ m αx1＝αt2＝α γ＝β 电子信息工程 机械工程基础 3．蜗杆分度圆直径 由于 表明，同一标准模数的蜗杆，取不同的头数z1或导程角γ，蜗杆的直径dl也随之改变。而加工蜗轮所用的滚刀尺寸和形状则要求与蜗杆基本一致，这样就需配备很多把滚刀。为了减少刀具数目，便于刀具标准化，规定蜗杆分度圆直径的标准值系列见表。 电子信息工程 机械工程基础 4．蜗杆线数和蜗轮齿数 蜗杆线数z1少，易于获得大传动比和实现反行程自锁，但相应导程角小，效率低；蜗杆线数多，效率高，但线数过多时，导程角大，制造困难。通常蜗杆线数可根据传动比i按表3－14选取。蜗轮的齿数 z2＝iz1。为了保证传动的平稳性， z2不宜小于27；但z2过大将使蜗轮尺寸增大，蜗杆的长度也随之增加，从而降低蜗杆的刚度，影响啮合精度。通常取z2＝28～80。 Ｚ1 =1、2、4、6 Ｚ2＞28 动力传动Ｚmax=80 传动比 i 5～8 7～16 15～32 30～80 蜗杆线数 z1 6 4 2 1 电子信息工程 机械工程基础 5．蜗杆传动的几何尺寸计算 中心距: a ＝（ｄ1＋ｄ2）／2≠ｍ(Ｚ1＋Ｚ2)／2 3．3．4蜗杆传动的常用材料 考虑到蜗杆传动相对滑动速度较大的特点，蜗杆和蜗轮的材料不但要有一定的强度，而且要有良好的减摩性和耐磨性。 蜗杆常用的材料是碳钢和合金钢： 高速重载：常用20钢、20Cr、45钢、40Cr和40CrNi钢。 一般用途：采用40钢A45钢。 蜗轮的常用材料为青铜： 高速重载 滑动速度vr ＞3m／s：CuSn10Pbl，CuSn5Pb5Zn5 等锡青铜，价格较贵。 滑动速度 vr≤4 m／s： CuAl10Fe3铝青铜， 强度