机械设计---蜗杆传动.ppt

* * 第十章 蜗杆传动 §10—1 蜗杆传动的类型及特点 一、蜗杆传动的类型 1、按蜗杆形式分类 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 2 按刀具加工位置分 阿基米德蜗杆 法向直廓蜗杆 渐开线蜗杆 二、蜗杆传动的特点 1、传动比大 2、连续啮合，传动平稳 3、具有自锁性 4、效率较低 2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 蜗杆加工 蜗轮加工 直径系数 3、蜗杆头数Z1 §10—2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 一、主要参数及其选择 主平面 1、模数m和压力角 4、导程角 5、传动比 i 和齿数比 u 6、蜗轮齿数Z2 7、标准中心距 a 如图 二、蜗杆传动变位的特点 变位的目的 蜗轮变位 1）中心距改变 ，Z2不变， ，传动比i12不变 2）中心距不变， Z2改变 三、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿宽B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等 §10—3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 一、失效形式，设计准则及常用材料 齿面胶合 过度磨损 闭式传动： 按齿面接触疲劳强度设计 校核齿根弯曲疲劳强度 计算热平衡 蜗杆刚度 蜗轮 常用材料 蜗杆： 40、45、40Cr 蜗轮： 铸造锡青铜， 铸造铝铁青铜 要求：1）足够的强度 2）良好的减摩、耐磨性 3）良好的抗胶合性 二、蜗杆传动的受力分析 力的大小 圆周力 轴向力 径向力 Ft——主反从同 力的方向和蜗轮转向的判别 Fr——指向各自的轴线 Fa1——蜗杆左右手螺旋定则 轴向力 径向力 圆周力 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向 判定蜗轮转向 例1 判定蜗轮转向 例2 三、蜗杆传动的强度计算 1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 校核公式 ZE——材料的弹性系数 ZP——接触系数 （1）当蜗轮材料 , 许用应力 查表10-6 （2）若蜗轮材料 ,许用应力与循环次数有关 —基本许用接触应力，表10-7 —接触强度寿命系数 设计公式 定m , q（表10-2） 2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合 YFa2 —— 蜗轮齿形系数 当量齿数，图10-15 ——蜗轮基本许用应力，表10-8 设计公式 （表10-2）定m、d1 四、蜗杆的刚度计算 计算模型： 简支梁 集中载荷： 蜗杆最大挠度： 五、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择 高 → 低 精度等级 1，2，…，6，7，8，9，10，11，12 远景 常用 §10—4 蜗杆传动的滑动速度及效率 一、蜗杆传动的滑动速度 V1 ——蜗杆节点圆周速度 V2——蜗轮节点圆周速度 蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs 较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损和胶合 2、如润滑条件良好 , 有助于 形成润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率 二、蜗杆传动的效率 ——由啮合摩擦损耗所决定的效率 ——轴承的效率 ——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率 —— 当量摩擦角 查表10-9 蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率 Z1 1， 2， 4， 6 效率 0.7， 0.8， 0.9， 0.95 §10—5 蜗杆传动的润滑及热平衡计算 一、蜗杆传动的润滑 目的：1）提高效率； 2）降低温升，防止磨损和胶合 1、润滑油——表10-10 2、润滑油粘度及给油方法——表10-11 3、润滑油量 浸油深度 二、蜗杆传动热平衡计算 润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。 效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降 原因—— 设蜗杆传动功率为P（ K W）,效率为 蜗杆传动单位时间的发热量为 自然冷却方式，单位时间散热量为 Kd——箱体表面散热系数 S ——箱体散热面积 t ——油的工作温度 t0——环境温度 达到热平衡时 可得到热平衡时的温度 如 t 80°时措施： 1 加散热片以增大散热面积 2 蜗杆轴端加风扇，强制风冷却 3 在传动箱内安装循环冷却管路 §10—6 普通圆柱