汽車蝸桿傳動

汽車蝸桿傳動第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一升降機(jī)垂直電梯第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

蝸桿傳動主要應(yīng)用于卷揚(yáng)機(jī)、升降機(jī)（垂直電梯）、數(shù)控設(shè)備等中，它具有其他常用傳動機(jī)構(gòu)沒有的優(yōu)點(diǎn)和特性。第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一5.1蝸桿傳動概述一.蝸桿傳動的組成

蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成（如圖所示），通常由蝸桿（主動件）帶動蝸輪（從動件）轉(zhuǎn)動，用于傳遞空間兩交錯軸間的運(yùn)動和動力。其兩軸線在空間一般交錯成90°。第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一蝸輪蝸桿減速機(jī)第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一二、蝸桿傳動的類型

（一）按蝸桿形狀不同第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一按蝸桿形狀的不同可分：圓柱蝸桿

環(huán)面蝸桿

錐蝸桿

第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一阿基米德圓柱蝸桿第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一1.圓柱蝸桿傳動分類①阿基米德蝸桿阿基米德螺線（阿基米德曲線），亦稱“等速螺線”。當(dāng)一點(diǎn)P沿動射線OP以等速率運(yùn)動的同時，該射線又以等角速度繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)，點(diǎn)P的軌跡稱為“阿基米德螺線”。其首次由阿基米德在著作《論螺線》中給出了定義。第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一②漸開線蝸桿漸開線：在平面上，一條動直線（發(fā)生線）沿著一個固定的圓（基圓）作純滾動時，此動直線上一點(diǎn)的軌跡。第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（二）按蝸桿螺旋線方向不同左旋蝸桿右旋蝸桿第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（三）按蝸桿頭數(shù)不同單頭蝸桿多頭蝸桿第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一三.蝸輪回轉(zhuǎn)方向的判定在蝸桿傳動中，蝸輪、蝸桿齒的旋向應(yīng)一致，即同為左旋或右旋。蝸輪回轉(zhuǎn)方向的判定取決于蝸桿的旋向和蝸桿的回轉(zhuǎn)方向，可用左（右）手定則來判定。第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一①判斷蝸桿或蝸輪的旋向右手定則：手心對著自己，四指順著蝸桿或蝸輪軸線方向擺正，若齒向與右手拇指指向一致，則該蝸桿或蝸輪為右旋，反之則為左旋。第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一②判斷蝸輪的回轉(zhuǎn)方向左、右手法則：左旋蝸桿用左手，右旋蝸桿用右手，用四指彎曲表示蝸桿的回轉(zhuǎn)方向，拇指伸直代表蝸桿軸線，則拇指所致的相反方向即為蝸輪上嚙合點(diǎn)的線速度方向。第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一②工作平穩(wěn)。由于蝸桿齒為連續(xù)不斷的螺旋齒，故傳動平穩(wěn)，噪音小。5.2蝸桿傳動的特點(diǎn)與其他傳動相比，蝸桿傳動有以下特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：

①傳動比大。一般動力傳動中，i=10～80；在分度機(jī)構(gòu)或手動機(jī)構(gòu)中，i可達(dá)300，若主要是傳遞運(yùn)動，i可達(dá)1000。

③可以實(shí)現(xiàn)自鎖。在蝸桿傳動中，蝸桿猶如螺桿，蝸桿傳動作用力關(guān)系也和螺旋傳動一樣，故蝸桿導(dǎo)程角小于蝸桿副的當(dāng)量摩擦角時，蝸桿傳動就具有自鎖性。第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

①效率較低。由于蝸桿與蝸輪齒面間相對滑動速度很大，摩擦與磨損嚴(yán)重，故蝸桿傳動效率低。一般為=0.7～0.9，自鎖時<0.5。因此，在連續(xù)工作的閉式傳動中，應(yīng)具有良好的潤滑和散熱條件。缺點(diǎn)：

②蝸輪材料較貴。為了減磨和抗膠合，蝸輪材料常選用青銅合金制造，成本較高。

③不能實(shí)現(xiàn)互換。由于蝸輪是用與其匹配的蝸桿滾刀加工的，因此，僅模數(shù)和壓力角相同的蝸桿與蝸輪是不能任意互換的。

④對制造安裝的誤差敏感。

蝸桿傳動適用于傳動比大、傳遞功率不大且不作長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的場合。第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一5.3蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸

在蝸桿傳動中，其幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算均以中間平面為準(zhǔn)。通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面稱為中間平面。第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

蝸桿以軸面的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，蝸輪以端面的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。通過蝸桿軸線并于蝸輪軸線垂直的平面稱為中間平面。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一一.蝸桿傳動的主要參數(shù)蝸桿傳動的主要參數(shù)有模數(shù)m、齒形角α、蝸桿直徑系數(shù)q、蝸桿導(dǎo)程角γ、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2及蝸輪螺旋角β2.第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一1.模數(shù)m、齒形角α①蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mx2相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值，即mx1=mx2=m.②蝸桿的軸面齒形角αx1和蝸輪的端面齒形角αx2相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值，即αx1=αx2=α.蝸桿模數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化第一系列11.251.622.53.15456.381012.516202531.540第二系列1.533.54.55.5671214第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.蝸桿分度圓導(dǎo)程角γ指蝸桿分度圓圓柱螺旋線的切線與端平面之間所夾的銳角。第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一z1表示蝸桿頭數(shù)；px表示軸向齒距；z1px表示螺旋線的導(dǎo)程；d1表示蝸桿分度圓直徑；γ表示蝸桿分度圓導(dǎo)程角；q=d1/m,蝸桿直徑系數(shù)。導(dǎo)程角的大小直接影響蝸桿的傳動效率。導(dǎo)程角大則效率高，但自鎖性差；導(dǎo)程角小則蝸桿傳動自鎖性強(qiáng)，但效率低。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一3.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q①蝸桿分度圓直徑d1不僅與模數(shù)m有關(guān)，而且還與頭數(shù)z1和導(dǎo)程角γ有關(guān)。②q=d1/m,蝸桿直徑系數(shù)第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一4.蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2①一般推薦選用蝸桿頭數(shù)z1=1、2、4、6.蝸桿頭數(shù)少，則蝸桿傳動的傳動比大，容易自鎖，傳動效率低；蝸桿頭數(shù)越多，效率越高，但加工也越困難。②蝸輪齒數(shù)z2可根據(jù)蝸桿頭數(shù)z1和傳動比i來確定，一般推薦z2=29—80.第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一單、多頭蝸桿第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一二、蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)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根高齒頂高分度圓直徑蝸輪蝸桿計(jì)算公式符號名稱第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一三、蝸桿傳動的正確嚙合條件1、蝸桿傳動的正確嚙合條件第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

正確嚙合條件：①在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mt2相等，即mx1=mt2=m.②在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸面齒形角αx1和蝸輪的端面齒形角αt2相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值，即αx1=αt2=α.③蝸桿分度圓導(dǎo)程角γ1等于蝸輪的螺旋角β2，大小相等，旋向相同。

第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一5.4蝸桿傳動的失效形式、材料選擇

蝸桿傳動的主要失效形式是膠合和磨損。閉式蝸桿傳動以膠合為主要失效形式，開式蝸桿傳動主要是齒面磨損。一、蝸桿傳動的失效形式第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

根據(jù)蝸桿傳動的失效特點(diǎn)，蝸桿副材料不但應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，而且還應(yīng)具有良好的減磨性和抗膠合性，通常蝸桿的齒面硬度應(yīng)高于蝸輪。實(shí)踐證明，較理想的蝸桿副材料是磨削淬硬的鋼制蝸桿匹配青銅蝸輪。二、蝸桿和蝸輪的材料選擇第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一三、蝸桿傳動的潤滑

潤滑對蝸桿傳動具有特別重要的意義。由于蝸桿傳動摩擦產(chǎn)生的發(fā)熱量較大，所以要求工作時有良好的潤滑條件，潤滑的主要目的在于減少摩擦與散熱，以提高蝸桿傳動的效率，防止膠合及減少磨損。蝸桿傳動的潤滑方式主要有油池潤滑和噴油潤滑?；瑒铀俣萔s＜5-10m/s的蝸桿傳動用油池浸油。Vs＞10-15m/s，應(yīng)采用壓力噴油潤滑。第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一四.蝸桿傳動的散熱第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

蝸桿傳動由于摩擦大，傳動效率較低，所以工作時發(fā)熱量較大。在閉式傳動中，如果不能及時散熱，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂?，從而增大摩擦損失，甚至發(fā)生膠合。因此，對于連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動，需要將箱體內(nèi)的溫升控制在許可范圍內(nèi)。第三十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一為提高散熱能力，可采取