g第七章蝸桿傳動課件

第七章蝸桿傳動7.1蝸桿傳動的概述7.1.1蝸桿傳動的組成、主要特點及應(yīng)用蝸桿傳動圖1.組成2、蝸桿傳動的特點和應(yīng)用1）特點：單級傳動比大;結(jié)構(gòu)緊湊;傳動平穩(wěn)，無噪音;可自鎖;空間交錯軸;傳動效率低;成本高。蝸輪軸線蝸桿軸線2）應(yīng)用：機床：數(shù)控工作臺、分度汽車：轉(zhuǎn)向器冶金：材料運輸機礦山：開采設(shè)備起重運輸：提升設(shè)備、電梯、自動扶梯電動后視鏡轉(zhuǎn)向器數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺2、根據(jù)齒面形狀不同，圓柱螺桿傳動分為：

普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動3.按齒廓曲線不同，普通圓柱螺桿傳動分為1.）阿基米德蝸桿（ZA螺桿）車刀刀刃與螺桿軸線在同一水平面上在軸剖面：直線齒廓法剖面：凸曲線端面（垂直軸剖面）：阿基米德螺線車削加工，不能磨削，精度低。2.）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）兩把車刀刀刃頂相切于基圓柱，可以磨削、精度較高、傳動效率較高端面：漸開線軸面：凸曲線

7.1.2幾點說明1.蝸輪輪齒的加工1.）一般用相當(dāng)于相嚙合的蝸桿的蝸輪滾刀在滾齒輪上加工。2.）滾刀齒頂高比相應(yīng)蝸桿齒頂高大C*m，以便在蝸輪輪齒上加工出徑向間隙C*m2.中間平面1.）定義：通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面定義為蝸桿傳動的中間平面2.）意義：在中間平面上，阿基米德蝸桿齒廓為直線，相當(dāng)直齒齒條；而相嚙合蝸輪齒廓為漸開線，因此阿基米德蝸桿傳動相當(dāng)于直齒齒條與漸開線齒輪的嚙合，將復(fù)雜的空間嚙合轉(zhuǎn)化為平面嚙合。取中間平面上的參數(shù)和尺寸作為設(shè)計計算的基準，并沿用齒輪傳動的計算關(guān)系7.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算以中間平面上的參數(shù)作為設(shè)計基準一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1、蝸桿傳動的正確嚙合條件及模數(shù)m和壓力角旋向相同普通蝸桿傳動的m與d1搭配值（表7.1）3、傳動比i、蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2蝸桿頭數(shù)Z1通常取為：1，2，4，或6Z2=iZ1，一般取Z2=28~804、傳動中心距a和變位系數(shù)x21.)標準中心距2.)變位蝸桿傳動目的：湊配中心距；微調(diào)傳動比；提高承載能力及傳動效率特點：只對蝸輪變位，蝸桿不能變位；變位后，蝸輪的分度圓仍與節(jié)圓重合，但齒頂圓、齒根圓變了，也即ha、hf變了；蝸桿的分度圓與節(jié)圓不再重合了，但蝸桿的齒頂圓、齒根圓不變，也即ha、hf不變。（2）變位前后，傳動中心距不變a′=a蝸輪的齒數(shù)變化:Z2′≠

Z2一般取∣x∣≤1

5相對滑動速度Sm/s式中：d1--蝸桿分度圓直徑，mmn1--蝸桿的轉(zhuǎn)速，r/min--蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角,度7.2.2蝸桿傳動的幾何尺寸計算7.3蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準則和材料選擇7.3.1蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準則1.失效形式：主要是齒面膠合、點蝕和磨損，而且失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。2.設(shè)計準則：通常按齒面（蝸輪）接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力。在選擇許用應(yīng)力時，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。對閉式傳動要進行熱平衡計算，必要時對蝸桿強度和剛度進行計算。7.3.2蝸桿和蝸輪的常用材料對蝸桿和蝸輪材料的要求：不僅要求具有足夠的強度，更重要的是要求具有良好的減摩性、耐磨性和跑合性能。蝸桿材料：一般用碳素鋼，如20、40、45鋼或合金鋼如、20Cr、20CrMnTi、40Cr、40CrNi、42SiMn等，蝸輪材料：通常按齒面間的相對滑動速度大小來選擇。＞6m/s，鑄造錫青銅。如ZCuSn10P1、ZCuSn5PbZn5≤6m/s，用鑄造鋁鐵青銅。ZCuAl10Fe3≤2m/s手動時，用灰鑄鐵。如HT150、HT2007.4普通圓柱蝸桿傳動的承載能力計算7.4.1蝸桿傳動的受力分析和計算載荷1運動及受力分析特點：要計及齒面間的摩擦力，要先進行運動分析，確定傳動件的轉(zhuǎn)動方向與輪齒螺旋線方向。式中：T1、T2—分別為蝸桿和蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩，N.mm,T2=iT1；—傳動效率，i—傳動比；d1、d2—分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑,mm；——壓力角，=20；——蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角，度。2.）力的方向：確定圓周力Ft及徑向力Fr的方向的方法同外嚙合圓柱齒輪傳動，而軸向力Fa的方向則可根據(jù)相應(yīng)的圓周力Ft的方向來判定，F(xiàn)a1與Ft2方向相反，

Ft1與Fa2的方向相反。也可按照主動件左(右)手定則來判斷。在中間平面上，沿用斜齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度計算方法?？傻茫?.校核公式為：2.設(shè)計公式為：ZE—彈性系數(shù)，對于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼制蝸桿配對時，取—蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，式中：當(dāng)蝸輪材料σB<300MPa時，主要疲勞失效?！驹S用接觸應(yīng)力，MPa；見下表：—壽命系數(shù)(可在教材中查取)當(dāng)蝸輪材料σB≥300

MPa時，主要膠合失效—許用接觸應(yīng)力，MPa；見下表：7.4.3蝸桿軸的強度與剛度計算將蝸桿軸簡化成普通階梯軸，按第9章提供的方法進行強度與剛度計算。7.5蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算7.5.1蝸桿傳動的效率式中：1—嚙合效率，2

3—分別為軸承效率和攪油效率，一般取2

3=0.95~0.96；由表7.8查取蝸桿傳動的總效率7.5.2蝸桿傳動的潤滑1.潤滑的目的：防止膠合和減輕磨損、散熱降溫、降低振動和噪聲、提高傳動效率2潤滑方式1）開式傳動：采用潤滑脂或粘度較高的齒輪油定期潤滑。2）閉式傳動：浸油或噴油潤滑，查表7.97.5.3蝸桿傳動的熱平衡計算目的：限制油溫在允許的范圍內(nèi)。單位時間內(nèi)由摩擦損耗的功率產(chǎn)生的熱量為式中：P1—蝸桿傳動的功率，KW；

—蝸桿傳動的總效率。單位時間由箱體外壁散發(fā)到空氣中的熱量為式中Ks—散熱系數(shù)，；

A—散熱面積，；

t—達到平衡時，箱體內(nèi)的油溫，t一般限制在(60~70)oC，最高不超過80oC；

t0—周圍空氣溫度，t0=20oC。根據(jù)熱平衡條件H1=H2可求得既定工作條件下的油溫一般應(yīng)使t在80℃以下在既定工作條件下，保持正常油溫所需要的散熱面積若t>80℃或有效的散熱面積不足時,則必須采取措施,以提高其散熱能力常用措施:1）合理設(shè)計箱體結(jié)構(gòu),鑄出或焊上散熱片,以增大散熱面積2）在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇,進行人工通風(fēng),以提高散熱系數(shù)3）在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇形冷卻水管4）采用壓力噴油循環(huán)潤滑7.6蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)7.6.1蝸桿的結(jié)構(gòu)車削：有退刀槽，圖7.21（a）銑削：無退刀槽，圖7.21