重大社2024《机械基础》教学课件第10章 蜗杆传动.ppt

（2）提高散热系数kt，在蜗杆轴端面装设风扇，如图a所示；或在箱体内装设蛇形水管，利用循环水进行冷却，如图b所示；或采用压力喷油循环润滑，利用冷却器将润滑油冷却，如图c所示。出版社理工分社机械基础出版社理工分社机械基础蜗杆传动出版社理工分社机械基础蜗杆传动第10章蜗杆传动10.1概述10.1.1蜗杆传动的特点及应用蜗杆传动是由蜗杆1和蜗轮2组成，如图所示，它常用于传递空间垂直交错轴之间的运动和动力，通常轴交角∑＝90°，一般情况下，蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。(2)主要缺点是：①传动效率低，当蜗杆为主动时，效率η＜0.7～0.8，具有自锁性时，效率η＜0.5；②齿面间相对滑动速度大，当润滑、散热不良时，易产生胶合和磨损，对重要的闭式传动，要有散热措施；③制造成本高，为了减小磨损，提高齿面抗胶合能力，蜗轮常用贵重的减磨性材料（如青铜）制造。由于蜗杆传动具有以上优点，所以广泛用于机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械等工业中。10.1.2蜗杆传动的类型蜗杆传动按照蜗杆形状的不同，分为圆柱面蜗杆传动（如图a），圆弧面蜗杆传动（如图b）和锥面蜗杆传动（如图c）。圆柱蜗杆按其螺旋面的形状又分为阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆。常用的是阿基米德螺杆（普通圆柱蜗杆），其螺旋面的形成与螺纹的形成相同，如图所示。在普通车床上加工阿基米德蜗杆时，将车刀刀刃置于水平位置，并与蜗杆轴线在同一水平面内，加工出来的蜗杆，在轴剖面内的齿廓为直线，两侧边交角2αx＝40°，在垂直于蜗杆轴线的截面上，其齿廓为阿基米德螺旋线，故称为阿基米德蜗杆。这种蜗杆虽然车削容易，但难以磨削，不易得到较高的精度。本章重点介绍阿基米德蜗杆传动。10.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算在普通圆柱蜗杆传动中，通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线相垂直的平面称为中间平面（如图所示），在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当与齿条与渐开线齿轮的啮合，所以在中间平面内蜗杆传动参数和基本尺寸计算与齿轮传动大致相同，因此，蜗杆传动的设计计算都是以中间平面的参数和几何关系为基准进行的。10.2.1蜗杆传动的主要参数(1)模数m和压力角α与齿轮传动一样，蜗杆传动的几何尺寸也是以模数和压力角为主要计算参数。国家标准规定，蜗杆传动中，中间平面内的模数和压力角为标准值，模数见表10.1，压力角规定为α=20°。蜗杆传动时的正确啮合条件为：蜗杆轴向模数mx1和蜗轮端面模数mt2相等；蜗杆轴向压力角αx1和蜗轮端面压力角αt2相等；蜗杆分度圆柱上的导程角γ应等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角β，且两者旋向相同，即(2)传动比i、蜗杆的头数Z1和蜗轮的齿数Z2。蜗杆的头数Z1也就是蜗杆的螺旋线数，当蜗杆转动一周时，蜗轮转过Z1个齿，所以蜗杆传动的传动比为：式中n1、n2—分别为蜗杆、蜗轮的转速，r/min；Z1、Z2—分别为蜗杆的头数和蜗轮的齿数。应当指出，蜗杆传动的传动比并不等于蜗轮蜗杆的分度圆直径的反比，单头蜗杆的传动比大，且有利于实现反行程自锁，但效率比较低；多头蜗杆效率高，但头数过多，加工比较困难，通常Z1＝1～6。蜗轮的齿数Z2＝iZ1，为了避免根切和使传动平稳，Z2应大于26，但Z2不宜大于80，因为蜗轮齿数过多，其机构尺寸会过大，使相啮合的蜗杆支承间距过长，蜗杆弯曲刚度差。表9.2给出了Z1和Z2的推荐值。(3)蜗杆的直径系数q为了保证蜗杆和蜗轮的正确啮合，切制蜗轮的滚刀直径和参数必须与相应的蜗杆相同。因此加工不同尺寸的蜗轮，就需用不同的滚刀，为了减少滚刀规格，并使滚刀标准化，对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，见表9.1。蜗杆分度圆直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数，用q表示，其值见表9.1，即：(4)蜗杆分度圆柱导程角γ普通圆柱蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线与垂直于轴线的截面之间所夹的锐角称为蜗杆分度圆导程角，用γ表示，如图所示：蜗杆头数Z1和直径系数q确定以后，可求出蜗杆导程角γ，γ=3.5°～27°，γ≤3.5°时，蜗杆可实