蝸桿傳動viewfile學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1蝸桿傳動蝸桿傳動viewfile第一頁，共33頁。1、應(yīng)用(yngyng)P 750KW（通常50KW），Vs 35 m/s（通常15 m/s）。由于 i 大，可用于機(jī)床(jchung)分度機(jī)構(gòu)、儀器儀表中。2、特點(tdin)1）工作平穩(wěn)：兼有斜齒輪與螺旋傳動的優(yōu)點。2）i大12zzi 蝸桿1、2、4、6傳遞動力時：i=8100（常用1550）傳遞運動時：i=幾百上千（單頭，）用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。 一般：空間垂直為什么？優(yōu)點：齒輪z117第1頁/共32頁第二頁，共33頁。3）結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪音(zoyn)小。4）自鎖性能好(用于提升(tshng)機(jī)構(gòu)) 。缺點(qudi

2、n)：1）制造成本高，加工困難。2）滑動速度vs大。3）低。4）蝸輪需用貴重的減摩材料。第2頁/共32頁第三頁，共33頁。1、按蝸桿形狀(xngzhun)分圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿二、分類二、分類(fn li)(fn li)第3頁/共32頁第四頁，共33頁。ZA型:阿基米德蝸桿中間平面：齒條與漸開線齒輪(chln)嚙合端面(dunmin)：阿基米德螺旋線ZI型:漸開線蝸桿 端面(dunmin)：漸開線,較精密傳動ZN型:法向直廓蝸桿(刀具加工位置不同)圓柱蝸桿第4頁/共32頁第五頁，共33頁。錐蝸桿：嚙合(nih)齒數(shù)多，平穩(wěn)，承載。環(huán)面蝸桿：接觸齒對數(shù)，承載（1.54）倍， 高，但制造(zhz

3、o)安裝要求高。2、按蝸桿頭數(shù)分單頭蝸桿：i，自鎖性，多頭(dutu)蝸桿：相反3、按旋向分左旋右旋一般采用右旋第5頁/共32頁第六頁，共33頁。三、精度三、精度(jn d)(jn d)等級等級12個等級(dngj)：動力傳動：69級測量(cling)分度：5級或以上2 2 失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu)失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu)一、失效形式一、失效形式與齒輪傳動類似：點蝕、膠合、磨損、折斷vs、發(fā)熱 主要為：膠合、磨損、點蝕蝸輪強(qiáng)度較弱，失效主要發(fā)生在蝸輪上。第6頁/共32頁第七頁，共33頁。二、材料二、材料(cilio)(cilio)vs減摩性 、強(qiáng)度不能都用硬材料1、蝸輪指齒冠部分(b fen)

4、材料：減摩材料鑄錫青銅：vs1226m/s鑄鋁青銅(qngtng)：vs10m/s，抗膠合能力差鑄鋁黃銅：抗點蝕能力強(qiáng),耐磨性差,用于vs小場合HT、QT：vs2m/s大直徑蝸輪：鑄鐵（蝸桿用青銅）2、蝸桿材料碳鋼合金鋼熱處理硬面蝸桿：首選 淬火磨削調(diào)質(zhì)蝸桿：缺少磨削設(shè)備時選用。第7頁/共32頁第八頁，共33頁。2、蝸輪整體式齒冠：用貴重耐磨(nai m)金屬(青銅)輪心：鑄鐵(zhti)或鑄鋼鑄造(zhzo)（澆鑄）過盈螺栓（鉸制孔）三、結(jié)構(gòu)三、結(jié)構(gòu)1、蝸桿：與軸一體。車制、銑制。組合式第8頁/共32頁第九頁，共33頁。3 3 圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)蝸桿傳動的基本參數(shù)蝸桿傳動的

5、基本參數(shù)一、基本一、基本(jbn)(jbn)齒廓齒廓中間(zhngjin)平面上基本齒廓和漸開線齒輪基本齒廓基本相同。mc2 . 0mf3 . 0、二、模數(shù)二、模數(shù)mm正確嚙合條件：21txPP 軸向 端面mmmtx21標(biāo)準(zhǔn)值(與齒輪不同,表13.4)cosnxmmm蝸桿導(dǎo)程角三、齒形角三、齒形角0刀具基準(zhǔn)齒形的齒形角：200阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿：軸向齒形角2001x法向直廓蝸桿：法向齒形角2001n第9頁/共32頁第十頁，共33頁。四、蝸桿分度圓直徑四、蝸桿分度圓直徑(zhjng)d1(zhjng)d1（中圓直徑（中圓直徑(zhjng)(zhjng)）同一m的蝸桿，應(yīng)對直徑d1進(jìn)行限制d

6、1為標(biāo)準(zhǔn)值111111tandmzdmzdpzxd1pxpxtan11zmd加工蝸輪時的滾刀與尺寸與與之嚙合的蝸桿尺寸相同，但m一定(ydng)時，由于z1和的變化，d1是變化的，即需要配備很多加工蝸輪的滾刀。d1m 表13.4第10頁/共32頁第十一頁，共33頁。五、蝸桿直徑五、蝸桿直徑(zhjng)(zhjng)系數(shù)系數(shù)q qmdq1d1、m為標(biāo)準(zhǔn)值q為導(dǎo)出值,不一定(ydng)為整數(shù)。11mzmqd六、蝸桿導(dǎo)程角六、蝸桿導(dǎo)程角 121111111tandudqzdmzdmzdpzx335 . 3制造(zhzo)困難m一定時，qd1蝸桿剛度z1一定時， q，自鎖性 小m蝸桿選用大q，保證強(qiáng)

7、度和剛度適于小P 大m蝸桿選用小q，保證效率適于大P第11頁/共32頁第十二頁，共33頁。傳遞(chund)動力時:頭數(shù)z1 采用(ciyng)多頭蝸桿傳遞運動時:保證(bozhng)自鎖( ),z1 ,采用單頭蝸桿七、七、z z1 1、z z2 2蝸桿頭數(shù)z1：蝸桿上蝸旋線的數(shù)目。z1=1、2、4、6等z1加工困難12uzz傳遞動力：282z（傳動平穩(wěn)性，避免根切）1002z(z2d2蝸桿軸長剛度) 一般取z2=3280z1z2：互質(zhì)均勻磨損八、八、i i、u u1221ddnni12zzu 蝸桿主動時:2112nnizzu第12頁/共32頁第十三頁，共33頁。九、中心九、中心(zhngxn

8、)(zhngxn)距距a a)(2)(2)(2121221zzmzqmdda（應(yīng)按p264系列(xli)值選?。┦?、變位十、變位(bin wi)(bin wi)系數(shù)系數(shù)1、變位目的：配；。2、變位方法：與齒輪變位相同, 靠刀具的移位實現(xiàn)變位。故：蝸桿尺寸不能變動，加工蝸輪時的滾刀與蝸桿尺寸相同，加工時滾刀只作徑向移動，尺寸不變。第13頁/共32頁第十四頁，共33頁。第14頁/共32頁第十五頁，共33頁。4、變位(bin wi)類型1）齒數(shù)不變，湊a)2(2121dxmdax0，正變位 aa x0 負(fù)變位 aa 3、變位(bin wi)結(jié)果蝸桿各部分尺寸不變，但節(jié)線變化11dd蝸桿和蝸輪滾刀尺寸

9、相同(xin tn)，蝸輪滾銑節(jié)圓就是裝配后與蝸桿的嚙合節(jié)圓。蝸輪滾刀的滾銑節(jié)線不再是刀具中線(分度圓柱上母線)蝸輪尺寸發(fā)生變化，但22dd)(2121ddamaax第15頁/共32頁第十六頁，共33頁。2）a不變，齒數(shù)變化(binhu)，湊i湊i：（a不變， 2z2z ）)(2121zmdmax)(2121mzda)(2122zzx例13.1、例13.2)2(21)(212121zmxmdddax022zz齒數(shù)x022zz齒數(shù)第16頁/共32頁第十七頁，共33頁。4 4 幾何幾何(j h)(j h)計算（略）計算（略）5 5 受力分析受力分析(fnx)(fnx)與效率計算與效率計算一、作用力

10、一、作用力圓周力：12222atFdTF軸向力：11122taFdTF112uTT(蝸桿主動)1嚙合效率nntndTFFcoscos2coscos222忽略Ff ，F(xiàn)n徑向力：122tanrtrFFF第17頁/共32頁第十八頁，共33頁。方向(fngxing)判定：1）蝸輪轉(zhuǎn)向(zhunxing)已知：n1、旋向n2左、右手定則：四指n1、拇指反向(fn xin)：嚙合點v2n22）各分力方向Fr：指向各自輪心Ft蝸桿與n1反向蝸輪與n2同向12atFFFa蝸桿：左、右手定則蝸輪：12taFFn2n13）旋向判定蝸輪與蝸桿旋向相同。v2第18頁/共32頁第十九頁，共33頁。練習(xí)(linx)：n

11、1n1Fr1Fr2Ft1xFa2Fa1Ft2右旋n2Fr1Fr2Ft1Fa2xFa1Ft2n2已知：蝸桿軸為輸入(shr)，大錐齒輪軸為輸出，軸轉(zhuǎn)向如圖。試：確定各輪轉(zhuǎn)向、旋向及受力。1. n4 n3 n2 Ft2 Fa2 2. Fa3 Fa2 Ft1 n1蝸輪右旋n4輸出1234蝸桿右旋第19頁/共32頁第二十頁，共33頁。二、傳動二、傳動(chundng)(chundng)效率效率與齒輪(chln)類似：3211、嚙合(nih)1：近似按螺旋副計算)tan(tan1v（蝸桿主動）tan)tan(1v（蝸輪主動）v當(dāng)量摩擦角，與vs有關(guān)。cos1vvs說明：1）vsvv 油膜易形成12）為影

12、響1的主要因素：101dd245v時，1 max此后，1（p268 表13.6）第20頁/共32頁第二十一頁，共33頁。第21頁/共32頁第二十二頁，共33頁。一般取2728后：緩慢大時，加工(ji gng)困難2、2攪油效率：99.023、3軸承效率：99.036 6 圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)蝸桿傳動的強(qiáng)度計算蝸桿傳動的強(qiáng)度計算蝸輪齒強(qiáng)度(qingd)低于蝸輪齒計算針對一、接觸強(qiáng)度計算一、接觸強(qiáng)度計算32HAEHaTKZZminlimHHhnHSZZ校核式32limmin2HHhnEASZZZZTKa設(shè)計式第22頁/共32頁第二十三頁，共33頁。參數(shù)(cnsh)說明：1）T2蝸輪

13、轉(zhuǎn)矩,N mm2）KA使用(shyng)系數(shù),表12.9（同齒輪傳動）3）ZE彈性系數(shù),表13.2，P2604）Z接觸系數(shù),考慮齒面曲率(ql)和接觸線長度影響,Z初值a是否接近？與ZZ根據(jù)查得。ad1設(shè)計時：未知，初選值ad1ad1ad1112uTT（蝸桿主動）第23頁/共32頁第二十四頁，共33頁。第24頁/共32頁第二十五頁，共33頁。b）ad1 5）Zn轉(zhuǎn)速(zhun s)系數(shù)（式13.17、13.18）6）Zh壽命(shumng)系數(shù)基本公式6 . 12500061hhLZ即hLh15007）求d1、z1、z2、m。P271三、彎曲三、彎曲(wnq)強(qiáng)度計算強(qiáng)度計算難于精算條件性估算

14、參見式13.24（P272）彎曲強(qiáng)度主要與模數(shù)、蝸輪齒寬有關(guān)。討論：ZH a一定時，ad1d1蝸桿剛度d1一定時，ad1a結(jié)構(gòu)緊湊蝸桿傳動的重要參數(shù)ad1a）ad1第25頁/共32頁第二十六頁，共33頁。8 8 溫度溫度(wnd)(wnd)計算（熱平衡計算）計算（熱平衡計算）由于(yuy)發(fā)熱大易膠合即：發(fā)熱(f r)率H1 = 散熱率H2摩擦功耗：)1 (1000)1 (11PKWPPf)1 (10001PH)/(sJ冷卻散去的熱量：)(012ttAHW環(huán)境溫度t0=20箱內(nèi)工作溫度散熱面積，可由13.27式估算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，)/(2cmW則：21HH CtAPtW80)1 (1000011

15、熱平衡計算第26頁/共32頁第二十七頁，共33頁。油溫比t1高15左右(zuyu)， 油溫小于100。 蝸桿上置：飛濺(fijin)冷卻作用差， 0.8W若t1太高，可采取如下(rxi)措施：2、蝸桿軸端裝風(fēng)扇1、加散熱片3、外冷卻壓力噴油潤滑4、油池內(nèi)安裝蛇形冷卻水管第27頁/共32頁第二十八頁，共33頁。9 9 潤滑潤滑(rnhu)(rnhu)一、油粘度與潤滑一、油粘度與潤滑(rnhu)(rnhu)方法方法運動粘度:40抗膠合潤滑(rnhu)方法：smvs/5：蝸桿下置浸油潤滑smvs/105：蝸桿上置浸油（攪油阻力大）smvs/10：壓力噴油潤滑,油嘴對著蝸桿嚙入端二、蝸桿布置與潤滑方式

16、二、蝸桿布置與潤滑方式蝸桿下置：浸入油中深度至少一個牙高，但油面不應(yīng)超過軸承最低滾動體的中心。蝸桿上置：浸入油池的蝸輪深度為（1/61/3）r2蝸桿下置式冷卻效果更好。第28頁/共32頁第二十九頁，共33頁。10 10 提高提高(t go)(t go)圓柱蝸桿傳動承載能力的措施圓柱蝸桿傳動承載能力的措施不同位置(wi zhi)：接觸線與v1夾角不同,夾角油膜易形成最大夾角(90):發(fā)生在蝸桿螺紋退出(tuch)嚙合的齒邊上。最小夾角(0):靠近中間平面的區(qū)域不易形成油膜， 限制承載。蝸桿傳動中輪齒間接觸線隨嚙合位置移動。第29頁/共32頁第三十頁，共33頁。措施：1）輪齒挖窩：挖去夾角小處，貯油，改善潤滑。2）人工油涵：油楔(大滾刀、移動滾刀)。3）蝸輪偏位安裝：蝸輪偏向嚙出端。第30頁/共32頁第三十一頁，共33頁。4）采用環(huán)面蝸桿。