機(jī)械設(shè)計(jì)第12章蝸桿傳動(dòng)ppt課件

1、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的失效方式、資料和構(gòu)造蝸桿傳動(dòng)的失效方式、資料和構(gòu)造蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、光滑和熱平衡計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、光滑和熱平衡計(jì)算 第十二章第十二章 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)12-1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型(一一)蝸桿傳動(dòng)的類型蝸桿傳動(dòng)的類型:按 圓柱蝸桿蝸 傳動(dòng)桿的形 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)狀 錐蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿傳動(dòng)(ZA)漸開(kāi)線蝸桿傳動(dòng)(ZI)法向直廓蝸桿傳動(dòng)(ZN)錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)(ZK)取決于蝸桿阿

2、基米德蝸桿傳動(dòng)阿基米德蝸桿傳動(dòng)ZA漸開(kāi)線蝸桿傳動(dòng)漸開(kāi)線蝸桿傳動(dòng)ZI法向直廓蝸桿傳動(dòng)法向直廓蝸桿傳動(dòng)(ZN)錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)(ZK) 工件螺旋運(yùn)動(dòng)，工件螺旋運(yùn)動(dòng)， 刀具旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)車削車削圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)(螺旋面外形螺旋面外形)1d11apZ1111111dmZdmZdpZtga)(tgtg導(dǎo)程角導(dǎo)程角 輪齒方向與端面的夾角輪齒方向與端面的夾角螺旋角螺旋角輪齒方向與軸線的夾角輪齒方向與軸線的夾角 1.外形外形: 蝸桿蝸桿短螺桿短螺桿 蝸輪蝸輪特殊的斜齒輪特殊的斜齒輪 螺母的一部分螺母的一部分 2.具有螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)具有螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn):自鎖條件自鎖條件: (當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩

3、擦角)效率計(jì)算效率計(jì)算:1ap展開(kāi)展開(kāi):(二二)蝸桿的構(gòu)成蝸桿的構(gòu)成象齒條與斜齒輪嚙合 4.蝸輪齒寬方向呈凹弧型蝸輪部分包容蝸桿 將點(diǎn)接觸線接觸 加工蝸輪滾刀中圓直徑加工蝸輪滾刀中圓直徑d1 減少磨損, 膠合的機(jī)率 H承載力受力分析一樣傳動(dòng)比計(jì)算類同： iZ2/Z1d2/d1 強(qiáng)度計(jì)算仿斜齒輪3.具有齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)具有齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)(三三)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 缺陷缺陷:1.很大，普通i880, 分度i=10002. 傳動(dòng)平穩(wěn), 噪音低3.可自鎖, 構(gòu)造緊湊1.Vs大效率低, 發(fā)熱大可自鎖時(shí)502.需貴重金屬價(jià)高3.不宜用于大功率長(zhǎng)期任務(wù)12-2 圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺

4、寸計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算 軸交角軸交角90軸線垂直軸線垂直以中間平面以中間平面 參數(shù)為準(zhǔn)參數(shù)為準(zhǔn)1.中間平面(一一)主要參數(shù)主要參數(shù)二二.幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算 過(guò)蝸桿軸線并垂直于 蝸輪軸線的平面2.傳動(dòng)比i , 蝸桿頭數(shù)Z1, 蝸輪齒數(shù)Z23.蝸桿分度圓直徑1 ; 直徑系數(shù)q ; 導(dǎo)程角4.齒面間滑動(dòng)速度Vs:5.中心距 正確嚙合條件正確嚙合條件: ma1mt2ma1t221旋向一樣旋向一樣 蝸桿軸面(a) 蝸輪端面(t) 傳動(dòng)比傳動(dòng)比i : i= n1 / n2 = Z2 / Z1d2 / d1Z1=1 , 2, 4 Z1少少 Z1多多Z2=iZ1 Z1、Z2查表查表12-

5、2 P.184Z2少 Z2多構(gòu)造過(guò)大蝸桿剛度Z280效率高, 加工難度大自鎖性好, 效率低根切 單齒對(duì)嚙合Z2262.傳動(dòng)比傳動(dòng)比i , 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)Z1, 蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)Z2作業(yè)：作業(yè)：12-1 P.192tg 11 Z1 / q 直徑系數(shù)直徑系數(shù) q=d1/m為減少滾刀的規(guī)格數(shù)量為減少滾刀的規(guī)格數(shù)量1定為規(guī)范值定為規(guī)范值 1與搭配與搭配 表表12-1 p.1844.齒面間滑動(dòng)速度齒面間滑動(dòng)速度Vs:cos/12221VVVVS221 =mq 1 V1V2VsV1：蝸桿的園周速度：蝸桿的園周速度 V2：蝸輪的園周速度：蝸輪的園周速度3.蝸桿分度圓直徑蝸桿分度圓直徑1 ; 直徑系數(shù)直徑系

6、數(shù)q ; 導(dǎo)程角導(dǎo)程角(二二)幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算 C*=0.2 ; df=d2(ha*+C*) m= d2.4 ma0.5(12) 0.5m(q+Z2)0.5(12)5.中心距中心距 1.失效方式失效方式 :2.部位部位 : 閉式閉式 開(kāi)式開(kāi)式膠合、膠合、 點(diǎn)蝕、點(diǎn)蝕、 磨損磨損蝸輪輪齒上蝸輪輪齒上(構(gòu)造、資料構(gòu)造、資料)(一一) 蝸桿傳動(dòng)的失效方式蝸桿傳動(dòng)的失效方式蝸輪蝸輪非錫青銅、非錫青銅、 錫青銅錫青銅(二二)蝸桿、蝸輪的資料蝸桿、蝸輪的資料(三三)蝸桿、蝸輪的構(gòu)造蝸桿、蝸輪的構(gòu)造12-3 蝸桿傳動(dòng)的失效方式、資料和構(gòu)造蝸桿傳動(dòng)的失效方式、資料和構(gòu)造(二二)蝸桿、蝸輪的資料蝸桿、蝸

7、輪的資料1.對(duì)資料的要求：對(duì)資料的要求：2.蝸桿的資料蝸桿的資料 最好最好淬火鋼淬火鋼(低碳鋼低碳鋼滲碳淬火滲碳淬火;中碳鋼中碳鋼外表淬火外表淬火)其他其他調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼低速、人力傳動(dòng)、鑄鐵蝸輪低速、人力傳動(dòng)、鑄鐵蝸輪減摩、耐磨、抗膠合減摩、耐磨、抗膠合高的強(qiáng)度及光潔度、足夠的剛度高的強(qiáng)度及光潔度、足夠的剛度 3.蝸輪的資料蝸輪的資料 最好最好錫青銅錫青銅 ZCuSn10p1(10-1) ZCuSn5PbZn5(5-5-5)其他其他鋁青銅、灰鑄鐵、尼龍鋁青銅、灰鑄鐵、尼龍減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕碳素鋼、合金鋼蝸桿的構(gòu)造通常為整體式蝸輪的構(gòu)造通常為組合式整體式整體式齒圈式齒圈式螺栓

8、聯(lián)接式螺栓聯(lián)接式拚鑄式拚鑄式整體式齒圈式 螺栓聯(lián)接式拚鑄式(三三) 蝸桿、蝸輪的構(gòu)造蝸桿、蝸輪的構(gòu)造Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2蝸桿三個(gè)分力：蝸桿三個(gè)分力：Fr1, Ft1, Fa1蝸輪三個(gè)分力：蝸輪三個(gè)分力：Fr2, Ft2, Fa2 tgFFFtrr221 11212dTFFat 22212dTFFta mmNnPTiT216121055. 91.蝸桿、蝸輪旋向一樣2.作用力的大小作用力的大小(將將Fn分解分解)Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa212-4 蝸桿傳動(dòng)的受力分析右右Fr1Fr2Fr1Fr2Ft2F

9、a1Ft1Fa2Ft1Fa1Ft2Fa2右右4. 蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向與與Fa 1 反向反向3.作用力的方向作用力的方向(表示圖表示圖二二.蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算12-5圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算: P.167 主要失效方式主要失效方式: 膠合、磨損、點(diǎn)蝕膠合、磨損、點(diǎn)蝕 仿斜齒輪仿斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 1.計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度 (當(dāng)沖擊大、脆性資料 (才折斷 ) 彎曲強(qiáng)度) 2.只計(jì)算蝸輪的強(qiáng)度 3.思索膠合熱平衡計(jì)算(一一)強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算根據(jù): 閉式蝸輪 錫青銅 點(diǎn)蝕 非錫青銅膠合開(kāi)式 磨損 (二二)蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算

10、 P.188HPEAEHZdmKTZddTKZ2212222129922212)(9HpEZZKTdm 許用接觸應(yīng)力Mpa蝸輪錫青銅(點(diǎn)蝕 ) 接觸強(qiáng)度計(jì)算表(12-5) 非錫青銅(膠合) 條件性計(jì)算表(12-6)校核公式校核公式Mpa (12-15)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式公式mm3 (12-16)3211)02. 001. 0(nPVSK=1.11.3載荷系數(shù); d1蝸桿分度圓直徑mm d 2蝸輪分度圓直徑mm ; Z2蝸輪的齒數(shù) T2蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 Nmm(二二) 蝸桿傳動(dòng)的光滑蝸桿傳動(dòng)的光滑(三三)蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算10-6圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、光滑和熱平衡計(jì)算 VS大摩擦、磨損

11、大發(fā)熱大、效率低1 嚙合效率 2、 3 軸承及攪油效率 ; 導(dǎo)程角 ;)()97. 095. 0(321tgtg)(1tgtg(12-19)farctg f 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角表(12-6) p.190(一一)蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)的效率: p.1761.蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)的效率: 當(dāng)自鎖 50當(dāng)振動(dòng)大時(shí)摩擦自鎖 不可靠另加制動(dòng)安裝(二二) 蝸桿傳動(dòng)的光滑蝸桿傳動(dòng)的光滑 P.178油池光滑: Vs510m/s V14m/s上置式噴油光滑: Vs1015m/s按1 來(lái)估算P1772.的估算的估算T2=T1 i1222212)500(KTZdmH)(1tgtg(三)蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算: p.179 Vs大效率低、發(fā)熱大要求散熱及時(shí), 否那么磨損膠合熱平衡計(jì)算 單位時(shí)間發(fā)熱量 同時(shí)間散熱量CAPtttt7060)1 (100010 11000P1(1) W 2tA (t - t0) W (10-23)1.計(jì)算公式計(jì)算公式:1 2 (1)增大散熱面積 (2)提高散熱系數(shù)t：CAPtttt7060)1 (1000102.改善散熱措施改善散熱措施:軸上裝風(fēng)扇、裝蛇形冷卻管、循環(huán)油冷卻 圖12-20小結(jié)：1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)：i很大，普通i=780, 分度 500 ；平穩(wěn) ；緊湊 ；可自鎖 s大效率低, 發(fā)熱大貴重金屬價(jià)高2.參數(shù)計(jì)算: 中間平面m、 規(guī)范 11