機(jī)械基礎(chǔ)渦桿傳動10章的課件

1、機(jī)械基礎(chǔ)渦桿傳動10章的課件機(jī)械基礎(chǔ)渦桿傳動10章的課件10-1 概述一、蝸桿傳動及其特點(diǎn)二、蝸桿傳動的類型機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-1 概述一、蝸桿傳動及其特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動一、蝸桿傳動及其特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動2 特點(diǎn)傳動比大：一般傳動 i=780; 分度機(jī)構(gòu)可達(dá)1000結(jié)構(gòu)緊湊傳動平穩(wěn)，噪聲小效率低成本高1 組成和應(yīng)用通常二軸交角90蝸桿主動，蝸輪被動蝸桿蝸輪一、蝸桿傳動及其特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動2 特點(diǎn)1 組二、蝸桿傳動的類型機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動環(huán)面蝸桿錐蝸桿 按蝸桿整體形狀分：圓柱蝸桿二、蝸桿傳動的類型機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動環(huán)面蝸桿按蝸桿整圓柱蝸桿機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸

2、桿傳動漸開線蝸桿(ZI蝸桿)法向直廓蝸桿(ZN蝸桿)錐面包絡(luò)蝸桿(ZK蝸桿)圓弧面蝸桿(ZC蝸桿)按螺旋面形狀分阿基米德蝸桿(ZA蠅桿)2軸面呈齒條（直廓）阿基米德螺旋線刃面過軸面漸開線dbIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII凸廓直廓刃面切于基圓柱面凸廓圓柱蝸桿機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動漸開線蝸桿(ZI蝸桿)按螺10-2 基本參數(shù)和幾何尺寸一、正確嚙合條件二、主要參數(shù)及幾何尺寸機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-2 基本參數(shù)和幾何尺寸一、正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 一、正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動正確嚙合條件：mx1 = mt2=m x1 = t2= 1= 2旋向相同, 即蝸桿、蝸輪同為左

3、旋，或同為右旋主平面(中間平面):通過蝸桿軸線并垂直與蝸輪軸線的平面一、正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動正確嚙合條件：mx嚙合特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動幾何尺寸計算上，按主平面的參數(shù)仿照齒輪進(jìn)行計算受力上，與斜齒輪相似從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對運(yùn)動類似于螺旋傳動從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形，嚙合傳動類似于齒輪齒條運(yùn)動d1Bpda2a2da2d2df 2Ldf1da1hahfh嚙合特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動幾何尺寸計算上，按主平面的二、主要參數(shù)及幾何尺寸機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動1 模數(shù)2 壓力角3 導(dǎo)程角4 分度圓直徑5 中心距d1p2da2d2df 2df1

4、da1hahfh二、主要參數(shù)及幾何尺寸機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動1 模數(shù)d11 模數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動mx1 = mt2=m具體見表10-1（GB/T 10088-88）從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形嚙合傳動類似于齒輪齒條運(yùn)動d1p1 模數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動mx1 = mt2=m從主2 壓力角機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動GB/T 10088-88規(guī)定：阿基米德蝸桿：a=20動力傳動： a=25分度傳動：a=12、15從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形嚙合傳動類似于齒輪齒條運(yùn)動d1Bp22 壓力角機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動GB/T 10088-8

5、3 導(dǎo)程角機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動根據(jù)正確嚙合條件， 1= 2（蝸輪的螺旋角）從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對運(yùn)動類似于螺旋傳動蝸桿的導(dǎo)程角相當(dāng)于螺紋的螺旋升角pz1pz1pd13 導(dǎo)程角機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動根據(jù)正確嚙合條件， 4 分度圓直徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動蝸輪分度圓直徑同齒輪d2=mz2蝸桿分度圓標(biāo)準(zhǔn)化，以限制刀具數(shù)d1與模數(shù)相匹配見表10-1d1Bpa2da2d2df 2df1da1hahfhda24 分度圓直徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動蝸輪分度圓直徑同齒輪5 中心距機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動其余幾何尺寸見表10-2反映功率大小ad1Bpde22da2d2df 2df1da1hahfh5 中心

6、距機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動其余幾何尺寸見表10-210-3 運(yùn)動學(xué)及效率一、齒數(shù)和傳動比二、滑動速度三、傳動效率機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-3 運(yùn)動學(xué)及效率一、齒數(shù)和傳動比機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿一、齒數(shù)和傳動比機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動z2 = i12 z1, (通常2970)從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對運(yùn)動類似于螺旋傳動蝸桿的齒數(shù)即蝸桿的頭數(shù)，z1 = 1, 2, 4、6，取小 i ，, 自鎖性好d1v2 ,va1?一、齒數(shù)和傳動比機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動z2 = i12 二、滑動速度機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動潤滑、散熱不良時：易產(chǎn)生磨損、膠合 充分潤滑時：有利于油膜的形成，滑動速度越大， 摩擦系數(shù)越小，

7、提高了傳動效率相對滑動速度很大產(chǎn)生的利弊：d1v2 ,va1v1v2vs二、滑動速度機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動潤滑、散熱不良時：易產(chǎn)三、傳動效率機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動軸承及攪油損失效率h2：滾動軸承： h2=0.980.99滑動軸承： h2=0.970.98設(shè)計之初， h未知，可按 z1 初選：z1 = 1 時，h= 0.70.75 z1= 2 時，h= 0.750.82 z1= 4 時，h= 0.850.92 嚙合效率h1類似于螺旋副：d1v2 ,va1提示：設(shè)計完成后，需驗算 ，若與初選值相差太遠(yuǎn)，則需重選再設(shè)計。三、傳動效率機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動軸承及攪油損失效率h210-4 蝸桿、蝸輪的材

8、料及結(jié)構(gòu)材料要求：減摩性好、耐磨、抗膠合、足夠的強(qiáng)度一、蝸桿的材料高的強(qiáng)度、剛度及光潔度碳 鋼 45號鋼 調(diào)質(zhì)或淬火合金鋼 20Cr、20CrMnTi(滲碳淬火)、40Cr (表面淬火)二、蝸輪的材料 減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕鑄錫青銅 ZCuSn10P1 適合高速鑄鋁青銅 ZCuAl 9Fe3 低速重載灰鑄鐵 HT200 低速輕載機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-4 蝸桿、蝸輪的材料及結(jié)構(gòu)材料要求：減摩性好、耐磨、抗三、蝸桿結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動通常為整體式蝸桿軸三、蝸桿結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動通常為整體式蝸桿軸四、蝸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動通常為組合式四、蝸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動通常為

9、組合式10-5 蝸桿傳動的強(qiáng)度計算一、失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則二、受力分析三、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計算四、輪齒的彎曲強(qiáng)度計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-5 蝸桿傳動的強(qiáng)度計算一、失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計基一、失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動2 設(shè)計準(zhǔn)則主要考慮蝸輪開式齒輪傳動：齒面磨損、輪齒折斷 保證齒根疲勞強(qiáng)度閉式齒輪傳動：齒面膠合、點(diǎn)蝕 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，齒根疲勞強(qiáng)度校核另外，還應(yīng)作熱平衡計算1 失效形式失效：膠合、磨損、點(diǎn)蝕、齒根折斷蝸輪輪齒開式齒輪傳動：齒面磨損、輪齒折斷閉式齒輪傳動：齒面膠合、點(diǎn)蝕由于蝸輪材料強(qiáng)度低，失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上一、失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

10、蝸桿傳動2 設(shè)計準(zhǔn)則二、受力分析機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動作用力的大小：受力分析類似斜齒傳動蝸桿、蝸輪旋向相同蝸桿三個分力：Fr1, Ft1, Fa1蝸輪三個分力：Fr2, Ft2, Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2二、受力分析機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動作用力的大?。菏芰Ψ治鰪较蛄Φ呐袛喾椒ǎ褐赶蚋髯詧A心圓周力的判斷方法：利用轉(zhuǎn)向判斷軸向力的判斷方法：蝸桿左、右手方法主動輪為右旋，握緊右手，四指彎曲方向表示主動輪的回轉(zhuǎn)方向，拇指的指向即為作用在主動輪上軸向力的方向；若主動輪為左旋，用左

11、手作用力的方向機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動蝸輪的轉(zhuǎn)向：與Fa1反向Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2徑向力的判斷方法：作用力的方向機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動蝸輪三、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動校核公式：設(shè)計公式：特點(diǎn)：強(qiáng)度計算主要針對蝸輪輪齒（材料原因）中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合，蝸輪類似于斜齒輪蝸輪輪齒的強(qiáng)度計算與斜齒輪相似說明：1 z1、 z1的選擇： z1 查表10-3, 根據(jù)傳動比選擇； z226282 載荷系數(shù)K：據(jù)經(jīng)驗選擇, 見p2443 許用接觸應(yīng)力：表10-4

12、、10-5三、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動校核公式四、輪齒的彎曲強(qiáng)度計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動說明：由于齒形的原因，通常蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度比接觸強(qiáng)度大得多故在受強(qiáng)烈沖擊、z2特多或開式傳動中計算彎曲強(qiáng)度才有意義校核公式：設(shè)計公式：四、輪齒的彎曲強(qiáng)度計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動說明：校核公10-6 熱平衡計算一、目的及對象二、計算方法三、提高散熱能力方法機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動10-6 熱平衡計算一、目的及對象機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動一、目的及對象機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 蝸桿傳動二、計算方法熱平衡時，單位時間內(nèi)：發(fā)熱量 = 散熱量單位時間內(nèi)的發(fā)熱量(由于摩擦損耗引起)：Q1=1000P1(1-h)單位時間內(nèi)的散熱量：Q2=