機械設(shè)計蝸桿課件.ppt

本章要點 蝸桿傳動的組成 結(jié)構(gòu) 特點 類型和應(yīng)用阿基米德蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 第14章蝸桿傳動 應(yīng)掌握內(nèi)容 第14章蝸桿傳動 蝸桿傳動的失效形式材料選用蝸桿傳動的受力分析 14 1蝸桿傳動的類型和特點 14 1 1蝸桿傳動的類型 蝸桿 圓柱蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 環(huán)面蝸桿傳動 根據(jù)蝸桿的形狀分類 蝸桿傳動的類型和特點 圓柱蝸桿傳動 按蝸桿軸面齒型又可分為普通蝸桿傳動和圓弧齒圓柱蝸桿傳動 普通蝸桿傳動多用直母線刀刃的車刀在車床上切制 可分為阿基米德蝸桿 ZA型 漸開蝸桿 ZI型 和法面直齒廓蝸桿 ZH型 等幾種 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 蝸桿傳動的類型和特點 14 1 2蝸桿機構(gòu)的特點 1 傳動比大 蝸桿傳動的單級傳動比在傳遞動力時 i 5 80 常用的為i 15 50 分度傳動時i可達(dá)1000 因而結(jié)構(gòu)緊湊 2 傳動平穩(wěn) 3 具有自鎖性 4 傳動效率低 一般只有0 7 0 8 具有自鎖功能的蝸桿機構(gòu) 它的效率一般不大于0 5 5 制造成本高 蝸桿傳動的類型和特點 14 2蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 14 2 1蝸桿傳動的基本參數(shù) 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 1 蝸桿頭數(shù)z1 蝸輪齒數(shù)z2 傳動比i 蝸桿頭數(shù)z1一般取1 2 4 頭數(shù)z1增大 可以提高效率 但加工將會困難 蝸輪齒數(shù)一般取z2 27 80 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 2 模數(shù)m和壓力角 由于蝸桿傳動在主平面內(nèi)相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合 而主平面是蝸桿的軸向平面又是蝸輪的端面 與齒輪傳動相同 為保證輪齒的正確嚙合 蝸桿的軸向模數(shù)ma1應(yīng)等于蝸輪的端面模數(shù)mt2 蝸桿的軸向壓力角 a1應(yīng)等于蝸輪的端面壓力角 t2 蝸桿分度圓導(dǎo)程角應(yīng)等于蝸輪分度圓螺旋角 且兩者螺旋方向相同 ma1 mt2 m a1 t2 3 蝸桿導(dǎo)程角 5 標(biāo)準(zhǔn)中心距a 式中 pa1 蝸桿的軸向齒距 mm d1 蝸桿分度圓直徑 mm 4 蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q 蝸桿的分度圓直徑d1為標(biāo)準(zhǔn)值 參見教材或相關(guān)資料 直徑系數(shù)q 蝸桿的分度圓直徑d1與模數(shù)m的比值 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 14 2 2蝸桿傳動的幾何尺寸計算 蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 14 3蝸桿傳動的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則 材料和結(jié)構(gòu) 14 3 1蝸桿傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 1 齒面滑動速度 蝸桿傳動的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則 材料和結(jié)構(gòu) 膠合 磨損 點蝕 蝸輪輪齒上 折斷 2 失效形式 過度磨損 膠合 3 設(shè)計準(zhǔn)則 閉式傳動 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 按齒根彎曲疲勞強度校核并進(jìn)行熱平衡驗算 只按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 當(dāng)蝸桿軸支承跨距較大時 應(yīng)進(jìn)行蝸桿軸剛度計算 開式傳動 蝸桿傳動的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則 材料和結(jié)構(gòu) 蝸桿傳動的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則 材料和結(jié)構(gòu) 14 3 2蝸桿 蝸輪的材料選擇 1 蝸桿材料對高速重載的傳動 常用20Cr 20CrMnTi對中速中載傳動 常用45鋼 40Cr 35SiMn等對一般蝸桿可采用45 40等碳鋼調(diào)質(zhì)處理 2 蝸輪材料Vs 3m s的重要傳動Vs 6m s的傳動Vs 2m s的不重要場合 蝸桿傳動的失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則 材料和結(jié)構(gòu) 14 4蝸桿傳動的強度計算 14 4 1蝸桿傳動的受力分析 蝸桿受力方向 軸向力Fa1的方向由左 右手定則確定 圓周力Ft1與主動蝸桿轉(zhuǎn)向相反 徑向力Fr1指向蝸桿中心 蝸輪受力方向 Fa1與Ft2 Ft1與Fa2 Frl與Fr2是作用力與反作用力關(guān)系 故可由蝸桿的受力方向確定蝸輪上各力的方向 蝸桿傳動的強度計算 蝸桿傳動的強度計算 蝸桿傳動的強度計算 力的大小 14 4 2蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 蝸桿傳動的強度計算 鋼制蝸桿與青銅蝸輪或鑄鐵蝸輪校核公式如下 設(shè)計公式為 14 4 3蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算 蝸桿傳動的強度計算 齒根彎曲強度的校核公式為 設(shè)計公式為 14 5 1蝸桿傳動的效率 14 5蝸桿傳動的效率 潤滑和熱平衡計算 閉式蝸桿傳動總效率包括 考慮輪齒嚙合齒面間摩擦損失時的效率 考慮軸承摩擦損失的效率 考慮浸入油池中的零件攪動潤滑油及飛濺損失進(jìn)和效率 主要考慮 蝸桿傳動的總效率 式中 蝸桿導(dǎo)程角 v 當(dāng)量摩擦角 蝸桿傳動自鎖條件 14 5 2蝸桿傳動的潤滑 蝸桿傳動的效率 潤滑和熱平衡計算 蝸桿傳動的效率 潤滑和熱平衡計算 蝸桿傳動的效率 潤滑和熱平衡計算 14 5 3蝸桿傳動的熱平衡計算 潤滑油在齒面間被稀釋 加劇磨損和膠合 效率低 發(fā)熱大 溫升高 潤滑油粘度下降 原因 蝸桿傳動轉(zhuǎn)化為熱量所消耗的功率 經(jīng)箱體散發(fā)熱量的相當(dāng)功率 達(dá)到熱平衡時Ps Pc 式中 P1 蝸桿傳動傳遞的功率