蝸桿傳動(dòng)類型講課教案

蝸桿傳動(dòng)類型二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)

1.傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力（常用900交錯(cuò)）；2.結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大（8～100；常用15～50）；3.傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)效率低、常需耗用有色金屬。4.中小功率（50KW以下）、間歇運(yùn)動(dòng)。2、蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q

蝸桿加工

蝸輪加工

直徑系數(shù)

3、蝸桿頭數(shù)Z1：1、2、4、6§10—2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算

一、主要參數(shù)及其選擇

主平面

1、模數(shù)m和壓力角

在中間平面，普通圓柱蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于齒輪和齒條的嚙合，設(shè)計(jì)時(shí)以中間平面的參數(shù)為基準(zhǔn)。d1和q均為標(biāo)準(zhǔn)值,為便于測(cè)量，d1一般為整數(shù)。分析：Z1不變：q↑→γ↓d1↑→蝸桿剛度↑→η↓q↓→γ↑d1↓→蝸桿剛度↓→η↑

直徑系數(shù) q要適當(dāng)選取。m不變m不變Z1↓→傳動(dòng)比↑γ↓→易制造→效率↓q不變4、導(dǎo)程角

5、傳動(dòng)比i和齒數(shù)比u

6、蝸輪齒數(shù)Z2

7、標(biāo)準(zhǔn)中心距a

如圖

Z1=1Z2=17～18Z1≥2Z2min≥27Z2max≤80個(gè)別可達(dá)100（分度傳動(dòng)不受此限制）通常Z2=32～68表11-2基本尺寸及參數(shù)二、蝸桿傳動(dòng)變位的特點(diǎn)

變位的目的：配湊中心距、提高承載能力及傳動(dòng)效率1）中心距改變，Z2不變，，傳動(dòng)比i12不變

2）中心距不變，Z2改變

三、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算

蝸輪喉圓直徑da2、蝸輪頂圓直徑de2，蝸輪齒寬B，蝸輪齒寬角，蝸桿齒寬b1等表11-3§11—3普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算

一、失效形式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及常用材料

齒面膠合過(guò)度磨損閉式傳動(dòng)：

按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算熱平衡蝸桿剛度

蝸輪

常用材料

蝸桿：40、45、40Cr

蝸輪：

鑄造錫青銅，

鑄造鋁鐵青銅

要求：1）足夠的強(qiáng)度2）良好的減摩、耐磨性3）良好的抗膠合性二、蝸桿傳動(dòng)的受力分析力的大小

圓周力

軸向力

徑向力

Ft——主反從同

力的方向和蝸輪轉(zhuǎn)向的判別

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2例：2級(jí)蝸桿-斜齒輪傳動(dòng)已知蝸桿轉(zhuǎn)向和蝸輪旋向，求各輪所受的力、及旋向？（要求中間軸上的力最?。┤⑽仐U傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算1、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

按主平面內(nèi)斜齒輪與齒條嚙合進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算

校核公式

ZE——材料的彈性系數(shù)

ZP——接觸系數(shù)

（1）當(dāng)蝸輪材料,許用應(yīng)力查表10-6

（2）若蝸輪材料,許用應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)有關(guān)—基本許用接觸應(yīng)力，表10-7

—接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)

設(shè)計(jì)公式

定m,q（表10-2）

2、蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

主平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與斜齒輪嚙合

YFa2——蝸輪齒形系數(shù)

當(dāng)量齒數(shù)，圖10-15

——蝸輪基本許用應(yīng)力，表10-8設(shè)計(jì)公式

（表10-2）定m、d1

四、蝸桿的剛度計(jì)算

計(jì)算模型：

簡(jiǎn)支梁

集中載荷：

蝸桿最大撓度：

五、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)精度等級(jí)及其選擇

高→低

精度等級(jí)1，2，…，6，7，8，9，10，11，12

遠(yuǎn)景常用§10—5蝸桿傳動(dòng)效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度

V1——蝸桿節(jié)點(diǎn)圓周速度

V2——蝸輪節(jié)點(diǎn)圓周速度

蝸桿蝸輪齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度Vs

較大的VS引起：1、易發(fā)生齒面磨損和膠合

2、如潤(rùn)滑條件良好,有助于形成潤(rùn)滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動(dòng)效率

二、蝸桿傳動(dòng)的效率

——由嚙合摩擦損耗所決定的效率

——軸承的效率

——蝸桿或蝸輪攪油引起的效率

——當(dāng)量摩擦角查表10-9

蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)蝸桿頭數(shù)估取傳動(dòng)效率Z11，2，4，6效率0.7，0.8，0.9，0.95提高效率的途徑蝸桿制造困難一般采用減摩性好的材料，如青銅蝸桿放在高速級(jí)表11-18表11-19三、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑

目的：1）提高效率；2）降低溫升，防止磨損和膠合1、潤(rùn)滑油——表11-20

2、潤(rùn)滑油粘度及給油方法——表11-21

3、潤(rùn)滑油量

浸油深度

四、蝸桿傳動(dòng)熱平衡計(jì)算

潤(rùn)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(rùn)滑油粘度下降原因——設(shè)蝸桿傳動(dòng)功率為P（KW）,效率為

蝸桿傳動(dòng)單位時(shí)間的發(fā)熱量為

自然冷卻方式，單位時(shí)間散熱量為

αd——箱體表面散熱系數(shù)

S——箱體散熱面積

t——油的工作溫度(60-700C)

t0——環(huán)境溫度200C達(dá)到熱平衡時(shí)

可得到熱平衡時(shí)的溫度

如t>80°時(shí)措施：

1加散熱片以增大散熱面積

2蝸桿軸端加風(fēng)扇，強(qiáng)制風(fēng)冷卻

3在傳動(dòng)箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路

§11—6普通圓柱蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、蝸桿——一般與軸成一體

2、蝸輪

輪齒部分——青銅

輪轂部分——鋼

齒圈式

螺栓聯(lián)接式

整體澆鑄式

拼鑄式

求蝸桿的轉(zhuǎn)向和輪的旋向（蝸桿主動(dòng)）例n2n1試求圖示傳動(dòng)中：2）為使軸II上受的軸向力最小，蝸桿和蝸輪的旋向如何；他們的轉(zhuǎn)向如何3）畫(huà)出蝸輪所受三個(gè)分力的方向。1）齒輪z2的螺旋線方向；圖示傳動(dòng)裝置，蝸桿軸I由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，錐齒輪軸III接工作機(jī)，并已知III軸上錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向n4。1）畫(huà)出II軸錐齒輪所受的三個(gè)分力（Fr3、Ft3、Fa3）2）為使II軸上蝸輪與錐齒輪所受的軸向力方向相反，蝸輪旋向如何。3）蝸桿旋向及其轉(zhuǎn)向如何。n4圖示蝸桿-斜齒輪減速器，蝸桿1主動(dòng)，螺旋線方向如圖示，要求齒輪4所受軸向力Fa4的方向指向軸的輸出端，并使中間軸II所受的軸向力能抵消一部分，試確定齒輪3、4輪齒的螺旋線方向及蝸桿轉(zhuǎn)向。一、特點(diǎn)1)傳動(dòng)比范圍大1：1004）采用凸凹弧齒廓相嚙合及承載能力較普通蝸桿高2）齒廓凸凹嚙合，有利于潤(rùn)滑油膜的形成§11—4

圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

3）嚙合效率高95%5）傳動(dòng)中心距難以調(diào)整，對(duì)中心距誤差的敏感性強(qiáng)二、傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇2)變位系數(shù)3)齒廓圓弧半徑ρ1)齒形角α0三、圓弧圓柱蝸桿的參數(shù)及幾何尺寸

表11-9四、圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算