蝸桿傳動的效率課件

第十七章蝸桿傳動第十七章蝸桿傳動1§17.1蝸桿傳動的類型和特點§17.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算§17.3蝸桿傳動的失效形式和計算

蝸桿傳動的材料和結(jié)構(gòu)§17.4蝸桿傳動的強度計算

蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡

普通圓柱蝸桿傳動的精度等級

常用各類齒輪傳動的選擇§17.1蝸桿傳動的類型和特點2概述蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。一般蝸桿為主動件，用于傳遞交錯軸間的回轉(zhuǎn)運動和動力，通常兩軸交錯角∑為90?。概述概述蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。一般蝸桿為主動件，用于傳遞317.1蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力,一般兩軸交角為90°蝸桿主動、蝸輪從動蝸桿蝸輪17.1蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯4蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿圓弧齒圓柱蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿延伸漸開線蝸桿7-2蝸桿傳動的類型蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通5蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型61、按蝸桿的外形分類圓柱蝸桿傳動

1、按蝸桿的外形分類圓柱蝸桿傳動7環(huán)面蝸桿

錐蝸桿

環(huán)面蝸桿錐蝸桿82按其齒廓的曲線分2按其齒廓的曲線分9阿基米德蝸桿傳動(ZA型)

阿基米德蝸桿又稱為軸向直齒廓蝸桿，這種蝸桿切削時的刀具切削平面通過蝸桿軸線，所切出的蝸桿齒廓在軸面內(nèi)為直線；在與軸線垂直的平面內(nèi)，為阿基米德螺旋線。該類型蝸桿具有加工、測量簡單、方便等優(yōu)點；單齒面不便于磨削，不宜采用硬齒面，傳動效率低，只是用于低速輕載的傳動中。a)單刀加工（當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時）b)雙刀加工（當(dāng)導(dǎo)程角γ＞3°時）阿基米德蝸桿傳動(ZA型)阿基米德蝸桿又稱為軸向直齒廓蝸10蝸桿傳動的效率課件11漸開線蝸桿傳動(ZI型)

漸開線蝸桿是使刀具切削平面通過蝸桿基圓的切平面時，所切出的蝸桿。其齒廓在基圓的切平面內(nèi)為直線，而齒廓與垂直于蝸桿軸線的平面交線為漸開線。這種蝸桿可用滾刀滾銑，也可進行磨削。因而，制造精度較高，也可采用硬齒面。適用于批量生產(chǎn)、大功率、高速傳動的場合。漸開線蝸桿傳動(ZI型)漸開線蝸桿是使刀具切削平面通過蝸12二、蝸桿傳動的特點1.蝸桿傳動的最大特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大。2.傳動平穩(wěn)、噪聲小。3.可制成具有自鎖性的蝸桿。4.蝸桿傳動的主要缺點是效率較低。5.渦輪的造價較高。通常在滾齒機上用蝸輪滾刀或飛刀加工成形二、蝸桿傳動的特點1.蝸桿傳動的最大特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動1317.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算參數(shù)和尺寸均在中間平面內(nèi)確定17.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算參數(shù)和尺寸均在14一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1就是蝸桿螺旋線的數(shù)目，一般取1、2、4

較少的蝸桿頭數(shù)可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時不易加工。2.蝸輪的齒數(shù)z2通常取z2=28~80一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1就是蝸桿15蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)z1=1~4：單頭：i大，易自鎖，效率低，精度高。多頭：η↑，但加工困難，精度降低。一頭兩個頭三個頭蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)z1=1~4：一頭兩個頭三16為避免蝸輪發(fā)生根切z2應(yīng)不少于26個齒，但若z2過大蝸輪直徑增加，相應(yīng)蝸桿越長，剛度越小。蝸輪齒數(shù)z2常在28~80范圍內(nèi)選取。蝸輪齒數(shù)：為避免蝸輪發(fā)生根切z2應(yīng)不少于26個齒，但若z2173.傳動比i注意：蝸桿傳動的傳動比僅與蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)有關(guān)，而不等于分度圓直徑之比。3.傳動比i注意：蝸桿傳動的傳動比僅與蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的184.模數(shù)m和壓力角α蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即：

ma1=mt2=maa1=at2=20°正確嚙合條件4.模數(shù)m和壓力角α蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)19模數(shù)m和壓力角α

通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。在中間平面上，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。（如圖9-5）圖9-5模數(shù)m和壓力角α通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的20

蝸桿傳動的設(shè)計計算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)系為標(biāo)準(zhǔn)。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。根據(jù)正確嚙合條件，蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)；蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角。規(guī)定中間平面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，則:阿基米德蝸桿傳動的正確嚙合條件

當(dāng)軸交錯角∑=90°時，還必須讓蝸桿的導(dǎo)程角γ與蝸輪的螺旋角β蝸桿傳動的設(shè)計計算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)21

在中間平面，即蝸桿軸向平面與蝸輪中間平面的m和壓力角相等且為標(biāo)準(zhǔn)值。（見表9-1）在中間平面，即蝸桿軸向平面與蝸輪中間平面的m和225.蝸桿螺旋線升角（導(dǎo)程角）λ導(dǎo)程：蝸桿螺旋線有左、右旋之分，一般為右旋。通常λ=3.5°~27°5.蝸桿螺旋線升角（導(dǎo)程角）λ導(dǎo)程：蝸桿螺旋線有左、右旋23蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角γ蝸桿螺旋線的導(dǎo)程為：螺旋升角與導(dǎo)程的關(guān)系：通常蝸桿螺旋線的升角，升角小時傳動效率低，但可實現(xiàn)自鎖；升角大時傳動效率高，但蝸桿的車削加工困難。蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角γ蝸桿螺旋線的導(dǎo)程為：螺旋升角與導(dǎo)程的246.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q直徑d1與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)。（已標(biāo)準(zhǔn)化）

當(dāng)模數(shù)一定時，q值越小，d1越小，升角越大，傳動效率越高，但蝸桿的剛度和強度降低。6.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q直徑d1與模數(shù)m的比257.中心距7.中心距26標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒根高齒頂高分度圓直徑蝸輪蝸桿計算公式符號名稱蝸桿傳動的幾何尺寸計算標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒2717.3蝸桿傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動的失效形式1.齒面間相對滑動速度v；2.齒輪的失效形式；失效常發(fā)生于蝸輪的輪齒上主要失效形式為：膠合、磨損、齒面點蝕17.3蝸桿傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動的失效28

主要有點蝕、齒根折斷、齒面膠合和磨損。最常見失效是齒面膠合和過度磨損。蝸桿傳動的失效形式主要有點蝕、齒根折斷、齒面膠合和磨損。最常29二、蝸桿傳動的計算準(zhǔn)則1.對于閉式渦輪傳動，通常按齒面接觸疲勞強度來設(shè)計，并校核齒根彎曲疲勞強度。2.對于開式渦輪傳動，或傳動時載荷變動較大，或蝸輪齒數(shù)Z2大于90時，通常只須按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計。3.由于蝸桿傳動時摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱大、效率低，對閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，以免發(fā)生膠合失效。二、蝸桿傳動的計算準(zhǔn)則1.對于閉式渦輪傳動，通常按齒面接30（1）開式傳動：主要失效是齒面磨損和輪齒折斷。

設(shè)計準(zhǔn)則：按齒根彎曲疲勞強度為設(shè)計準(zhǔn)則。（2）閉式傳動：主要失效是膠合、磨損和點蝕。

設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度，另計算熱平衡和蝸桿剛度。設(shè)計準(zhǔn)則:（1）開式傳動：主要失效是齒面磨損和輪齒折斷。設(shè)計準(zhǔn)則:31一、蝸桿傳動的材料1.為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。2.高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬火。3.低速中輕載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)。4.蝸輪常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。蝸桿傳動的材料和結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動的材料1.為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色32二、蝸桿、渦輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿常和軸做成一個整體?！餆o退刀槽，加工螺旋部分時只能用銑制的辦法?！镉型说恫?，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。二、蝸桿、渦輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿常和軸做成一個整體。33蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)342.蝸輪的結(jié)構(gòu)2.蝸輪的結(jié)構(gòu)35蝸桿傳動的效率課件36齒圈式整體式蝸輪的結(jié)構(gòu)齒圈式整體式蝸輪的結(jié)構(gòu)37鑲鑄式螺栓連接式鑲鑄式螺栓連接式3817.4蝸桿傳動的強度計算一、蝸桿傳動的受力分析蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。17.4蝸桿傳動的強度計算一、蝸桿傳動的受力分析蝸39Ft2Ft1Fx2Fx1Fr1Fr2T2n2n1T1Ft2Ft1Fx2Fx1Fr1Fr2T2n2n1T140力的大小

圓周力

軸向力

徑向力

蝸桿傳動的受力分析力的大小圓周力軸向力徑向力蝸桿傳動的受力分析41蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方42蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方43蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方44蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力周向力=軸向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方45蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。從動輪轉(zhuǎn)向徑向力=徑向力周向力=軸向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方46Ft——主反從同

Fr——指向各自的軸線

Fa1——蝸桿左右手螺旋定則

軸向力

徑向力圓周力

蝸輪轉(zhuǎn)向的判別：Fa1的反向即為蝸輪的角速度w2方向判定蝸輪轉(zhuǎn)向例1

判定蝸輪轉(zhuǎn)向例2Ft——主反從同F(xiàn)r——指向各自的軸線Fa1——蝸桿左右47二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式為：適用于鋼制蝸桿對青銅或鑄鐵蝸輪渦輪齒面接觸疲勞強度的設(shè)計公式為二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式為48三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算渦輪齒根彎曲強度的校核公式為：設(shè)計公式為：三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算渦輪齒根彎曲強度的校核公式49四、蝸輪材料的許用應(yīng)力1.蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]由材料的抗失效能力決定。其計算公式為2.蝸輪的許用彎曲應(yīng)力[σF]四、蝸輪材料的許用應(yīng)力1.蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]蝸輪50蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率η1——計及嚙合摩擦損耗的效率；η2——計及軸承摩擦損耗的效率；η3——計及濺油損耗的效率；η1是對總效率影響最大的因素蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率η1——51二、蝸桿傳動的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法與齒輪傳動的潤滑相近。三、蝸桿傳動的熱平衡計算閉式蝸桿傳動應(yīng)進行熱平衡計算傳動消耗于摩擦而變?yōu)闊崃康墓β蕿椋航?jīng)箱體表面散發(fā)的熱量的相當(dāng)功率為：二、蝸桿傳動的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散52蝸桿傳動的熱平衡條件為：得：Ks—箱體表面的散熱系數(shù)，可取Ks

(10~17)W/(m2?℃)；A

——箱體的可散熱面積(m2)；t1——潤滑油的工作溫度(℃)；一般t0——環(huán)境溫度(℃)。蝸桿傳動的熱平衡條件為：得：Ks—箱體表面的散熱系數(shù)，可取K53蝸桿傳動的散熱方式：增加散熱面積（加散熱片）；安裝風(fēng)扇；冷卻水管；壓力噴油潤滑。蝸桿傳動的散熱方式：增加散熱面積（加散熱片）；54蝸桿傳動的精度等級選擇及其安裝維護普通圓柱蝸桿傳動規(guī)定了1~12個精度等級★1級精度最高，12級為最低，6~9級精度應(yīng)用最多★6級精度傳動一般用于中等精度的機床傳動機構(gòu)，圓周速度v2≥5m/s★7級精度用于中等精度的運輸機或高速傳遞動力場合,速度v2≥7.5m/s★8級精度一般用于一般的動力傳動中，圓周速度v2≥3m/s★9級精度一般用于不重要的低速傳動機構(gòu)或手動機構(gòu)蝸桿傳動的精度等級選擇及其安裝維護普通圓柱蝸桿傳動規(guī)定了1~55蝸桿傳動安裝★蝸桿傳動安裝要求精度高。應(yīng)使蝸輪的中間平面通過蝸桿的軸線?！餅楸ＷC傳動的正確嚙合，工作時蝸輪的中間平面不允許有軸向移動，因此蝸輪軸支撐應(yīng)采用兩端固定的方式?！镂仐U傳動的維護很重要，又注意周圍的通風(fēng)散熱情況。蝸桿傳動安裝★蝸桿傳動安裝要求精度高。應(yīng)使蝸輪的中間平面通過56【例】設(shè)計一運輸機的閉式蝸桿傳動，已知蝸桿輸入功率P1

=5.5kW，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動比i=25，載荷平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，預(yù)期使用壽命15000h，通風(fēng)良好?！纠吭O(shè)計一運輸機的閉式蝸桿傳動，已知蝸桿輸入功率P1=57常用各類齒輪傳動的選擇一、各類齒輪傳動性能的比較常用各類齒輪傳動的選擇一、各類齒輪傳動性能的比較58二、傳動類型的選擇在選擇傳動類型時應(yīng)考慮以下幾個方面1.傳遞大功率時，一般均采用圓柱齒輪。2.在聯(lián)合使用圓柱、圓錐齒輪時，應(yīng)將圓錐齒輪放在高速級3.圓柱齒輪和諧齒輪相比，一般斜齒輪的強度比直齒輪高，且傳動平穩(wěn)，所以用于高速場合。直齒輪用于低速場合二、傳動類型的選擇在選擇傳動類型時應(yīng)考慮以下幾個方面1.594.直齒圓錐齒輪僅用于v≤5m/s的場合，高速時可采用曲面齒等。5.由工作條件確定選用開式傳動或閉式傳動。6.蝸桿的圓周速度v<4m/s時，采用下置式蝸桿傳動；v>4m/s時采用上置式蝸桿傳動。7.聯(lián)合使用齒輪、蝸桿傳動時，有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形勢。前者結(jié)構(gòu)緊湊，后者傳動效率較高。4.直齒圓錐齒輪僅用于v≤5m/s的場合，高速時可采用曲面60第十七章蝸桿傳動第十七章蝸桿傳動61§17.1蝸桿傳動的類型和特點§17.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算§17.3蝸桿傳動的失效形式和計算

蝸桿傳動的材料和結(jié)構(gòu)§17.4蝸桿傳動的強度計算

蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡

普通圓柱蝸桿傳動的精度等級

常用各類齒輪傳動的選擇§17.1蝸桿傳動的類型和特點62概述蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。一般蝸桿為主動件，用于傳遞交錯軸間的回轉(zhuǎn)運動和動力，通常兩軸交錯角∑為90?。概述概述蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。一般蝸桿為主動件，用于傳遞6317.1蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力,一般兩軸交角為90°蝸桿主動、蝸輪從動蝸桿蝸輪17.1蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯64蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿圓弧齒圓柱蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿延伸漸開線蝸桿7-2蝸桿傳動的類型蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通65蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型661、按蝸桿的外形分類圓柱蝸桿傳動

1、按蝸桿的外形分類圓柱蝸桿傳動67環(huán)面蝸桿

錐蝸桿

環(huán)面蝸桿錐蝸桿682按其齒廓的曲線分2按其齒廓的曲線分69阿基米德蝸桿傳動(ZA型)

阿基米德蝸桿又稱為軸向直齒廓蝸桿，這種蝸桿切削時的刀具切削平面通過蝸桿軸線，所切出的蝸桿齒廓在軸面內(nèi)為直線；在與軸線垂直的平面內(nèi)，為阿基米德螺旋線。該類型蝸桿具有加工、測量簡單、方便等優(yōu)點；單齒面不便于磨削，不宜采用硬齒面，傳動效率低，只是用于低速輕載的傳動中。a)單刀加工（當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時）b)雙刀加工（當(dāng)導(dǎo)程角γ＞3°時）阿基米德蝸桿傳動(ZA型)阿基米德蝸桿又稱為軸向直齒廓蝸70蝸桿傳動的效率課件71漸開線蝸桿傳動(ZI型)

漸開線蝸桿是使刀具切削平面通過蝸桿基圓的切平面時，所切出的蝸桿。其齒廓在基圓的切平面內(nèi)為直線，而齒廓與垂直于蝸桿軸線的平面交線為漸開線。這種蝸桿可用滾刀滾銑，也可進行磨削。因而，制造精度較高，也可采用硬齒面。適用于批量生產(chǎn)、大功率、高速傳動的場合。漸開線蝸桿傳動(ZI型)漸開線蝸桿是使刀具切削平面通過蝸72二、蝸桿傳動的特點1.蝸桿傳動的最大特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大。2.傳動平穩(wěn)、噪聲小。3.可制成具有自鎖性的蝸桿。4.蝸桿傳動的主要缺點是效率較低。5.渦輪的造價較高。通常在滾齒機上用蝸輪滾刀或飛刀加工成形二、蝸桿傳動的特點1.蝸桿傳動的最大特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動7317.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算參數(shù)和尺寸均在中間平面內(nèi)確定17.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算參數(shù)和尺寸均在74一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1就是蝸桿螺旋線的數(shù)目，一般取1、2、4

較少的蝸桿頭數(shù)可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時不易加工。2.蝸輪的齒數(shù)z2通常取z2=28~80一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1就是蝸桿75蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)z1=1~4：單頭：i大，易自鎖，效率低，精度高。多頭：η↑，但加工困難，精度降低。一頭兩個頭三個頭蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)z1=1~4：一頭兩個頭三76為避免蝸輪發(fā)生根切z2應(yīng)不少于26個齒，但若z2過大蝸輪直徑增加，相應(yīng)蝸桿越長，剛度越小。蝸輪齒數(shù)z2常在28~80范圍內(nèi)選取。蝸輪齒數(shù)：為避免蝸輪發(fā)生根切z2應(yīng)不少于26個齒，但若z2773.傳動比i注意：蝸桿傳動的傳動比僅與蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)有關(guān)，而不等于分度圓直徑之比。3.傳動比i注意：蝸桿傳動的傳動比僅與蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的784.模數(shù)m和壓力角α蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即：

ma1=mt2=maa1=at2=20°正確嚙合條件4.模數(shù)m和壓力角α蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)79模數(shù)m和壓力角α

通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。在中間平面上，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。（如圖9-5）圖9-5模數(shù)m和壓力角α通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的80

蝸桿傳動的設(shè)計計算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)系為標(biāo)準(zhǔn)。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。根據(jù)正確嚙合條件，蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)；蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角。規(guī)定中間平面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，則:阿基米德蝸桿傳動的正確嚙合條件

當(dāng)軸交錯角∑=90°時，還必須讓蝸桿的導(dǎo)程角γ與蝸輪的螺旋角β蝸桿傳動的設(shè)計計算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)81

在中間平面，即蝸桿軸向平面與蝸輪中間平面的m和壓力角相等且為標(biāo)準(zhǔn)值。（見表9-1）在中間平面，即蝸桿軸向平面與蝸輪中間平面的m和825.蝸桿螺旋線升角（導(dǎo)程角）λ導(dǎo)程：蝸桿螺旋線有左、右旋之分，一般為右旋。通常λ=3.5°~27°5.蝸桿螺旋線升角（導(dǎo)程角）λ導(dǎo)程：蝸桿螺旋線有左、右旋83蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角γ蝸桿螺旋線的導(dǎo)程為：螺旋升角與導(dǎo)程的關(guān)系：通常蝸桿螺旋線的升角，升角小時傳動效率低，但可實現(xiàn)自鎖；升角大時傳動效率高，但蝸桿的車削加工困難。蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角γ蝸桿螺旋線的導(dǎo)程為：螺旋升角與導(dǎo)程的846.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q直徑d1與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)。（已標(biāo)準(zhǔn)化）

當(dāng)模數(shù)一定時，q值越小，d1越小，升角越大，傳動效率越高，但蝸桿的剛度和強度降低。6.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q直徑d1與模數(shù)m的比857.中心距7.中心距86標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒根高齒頂高分度圓直徑蝸輪蝸桿計算公式符號名稱蝸桿傳動的幾何尺寸計算標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒8717.3蝸桿傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動的失效形式1.齒面間相對滑動速度v；2.齒輪的失效形式；失效常發(fā)生于蝸輪的輪齒上主要失效形式為：膠合、磨損、齒面點蝕17.3蝸桿傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動的失效88

主要有點蝕、齒根折斷、齒面膠合和磨損。最常見失效是齒面膠合和過度磨損。蝸桿傳動的失效形式主要有點蝕、齒根折斷、齒面膠合和磨損。最常89二、蝸桿傳動的計算準(zhǔn)則1.對于閉式渦輪傳動，通常按齒面接觸疲勞強度來設(shè)計，并校核齒根彎曲疲勞強度。2.對于開式渦輪傳動，或傳動時載荷變動較大，或蝸輪齒數(shù)Z2大于90時，通常只須按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計。3.由于蝸桿傳動時摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱大、效率低，對閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，以免發(fā)生膠合失效。二、蝸桿傳動的計算準(zhǔn)則1.對于閉式渦輪傳動，通常按齒面接90（1）開式傳動：主要失效是齒面磨損和輪齒折斷。

設(shè)計準(zhǔn)則：按齒根彎曲疲勞強度為設(shè)計準(zhǔn)則。（2）閉式傳動：主要失效是膠合、磨損和點蝕。

設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度，另計算熱平衡和蝸桿剛度。設(shè)計準(zhǔn)則:（1）開式傳動：主要失效是齒面磨損和輪齒折斷。設(shè)計準(zhǔn)則:91一、蝸桿傳動的材料1.為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。2.高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬火。3.低速中輕載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)。4.蝸輪常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。蝸桿傳動的材料和結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動的材料1.為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色92二、蝸桿、渦輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿常和軸做成一個整體?！餆o退刀槽，加工螺旋部分時只能用銑制的辦法?！镉型说恫?，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。二、蝸桿、渦輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿常和軸做成一個整體。93蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)942.蝸輪的結(jié)構(gòu)2.蝸輪的結(jié)構(gòu)95蝸桿傳動的效率課件96齒圈式整體式蝸輪的結(jié)構(gòu)齒圈式整體式蝸輪的結(jié)構(gòu)97鑲鑄式螺栓連接式鑲鑄式螺栓連接式9817.4蝸桿傳動的強度計算一、蝸桿傳動的受力分析蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。17.4蝸桿傳動的強度計算一、蝸桿傳動的受力分析蝸99Ft2Ft1Fx2Fx1Fr1Fr2T2n2n1T1Ft2Ft1Fx2Fx1Fr1Fr2T2n2n1T1100力的大小

圓周力

軸向力

徑向力

蝸桿傳動的受力分析力的大小圓周力軸向力徑向力蝸桿傳動的受力分析101蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方102蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方103蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方104蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。徑向力=徑向力周向力=軸向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方105蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向如圖所示，試判斷蝸桿、蝸輪所受徑向力、圓周力和軸向力的方向，以及蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。從動輪轉(zhuǎn)向徑向力=徑向力周向力=軸向力周向力=軸向力蝸桿傳動受力方向判斷蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方106Ft——主反從同

Fr——指向各自的軸線

Fa1——蝸桿左右手螺旋定則

軸向力

徑向力圓周力

蝸輪轉(zhuǎn)向的判別：Fa1的反向即為蝸輪的角速度w2方向判定蝸輪轉(zhuǎn)向例1

判定蝸輪轉(zhuǎn)向例2Ft——主反從同F(xiàn)r——指向各自的軸線Fa1——蝸桿左右107二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式為：適用于鋼制蝸桿對青銅或鑄鐵蝸輪渦輪齒面接觸疲勞強度的設(shè)計公式為二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式為108三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算渦輪齒根彎曲強度的校核公式為：設(shè)計公式為：三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算渦輪齒根彎曲強度的校核公式109四、蝸輪材料的許用應(yīng)力1.蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]由材料的抗失效能力決定。其計算公式為2.蝸輪的許用彎曲應(yīng)力[σF]四、蝸輪材料的許用應(yīng)力1.蝸輪材料的許用應(yīng)力[σH]蝸輪110蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率η1——計及嚙合摩擦損耗的效率；η2——計及軸承摩擦損耗的效率；η3——計及濺油損耗的效率；η1是對總效率影響最大的因素蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率η1