蝸輪蝸桿傳動設計講解學習

蝸輪蝸桿傳動設計精品資料蝸桿傳動應用和類型傳動的特點和應用組成：蝸桿、蝸輪（一般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件）作用：傳遞空間交錯的兩軸之間的運動和動力。通常 Σ=90°應用：用在機床、汽車、儀器、起重運輸機械、冶金機械以及其他機械制造工業(yè)中。最大傳遞功率為 750Kw，通常用在 50Kw以下。1）、傳動比大。單級時i=5~80，一般為i=15~50，分度傳動時i可達到1000，結構緊湊。2）、傳動平穩(wěn)、噪聲小。3）、自鎖性，當蝸桿導程角小于齒輪間的當量摩擦角時，可實現(xiàn)自鎖。4）、蝸桿傳動效率較低，其齒面間相對滑動速度大，齒面磨損嚴重。5）、蝸輪的造價較高。為降低摩擦，減小磨損，提高齒面抗膠合能力，蝸輪常用貴重的銅合金制造。7.1.2 蝸桿傳動的類型照蝸桿的形狀不同分為：圓柱蝸桿傳動 (a)、環(huán)面蝸桿傳動 (b)、錐面蝸桿傳動 (c)。（a）圓柱蝸桿傳（b）環(huán)面蝸桿傳動 （c）錐面蝸桿傳動圖7-1 蝸桿傳動的類型、圓柱蝸桿傳動右旋之分。螺桿的常用齒數(shù)（頭數(shù)） z1=1~4，頭數(shù)越多，傳動效率越高。蝸桿加工由于安裝位置不同，產(chǎn)生的螺旋面在相對剖面內的齒廓曲線形狀不同。）、阿基米德蝸桿（ ZA蝸桿）米德蝸桿是齒面為阿基米德螺旋面的圓柱蝸桿。通常是在車床上用刃角 α0=20°的車刀車制而成，切削刃平面通過蝸桿曲線，端面齒廓為阿基米德螺旋線僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝2精品資料、缺點：蝸桿車制簡單，精度和表面質量不高，傳動精度和傳動效率低。頭數(shù)不宜過多。用：頭數(shù)較少，載荷較小，低速或不太重要的場合。圖7-2 阿基米德蝸桿2）、法向直廓蝸桿（ ZN蝸桿）桿加工時，常將車刀的切削刃置于齒槽中線（或法向剖面內，端面齒廓為延伸漸開線。點：常用端銑刀或小直徑盤銑刀切制，加工簡便，利于加工多頭蝸桿，可以用砂輪磨齒，加工精度和表面質量較高。：用于機場的多頭精密蝸桿傳動。）、漸開線蝸桿（ZI蝸桿）桿是齒面為漸開線螺旋面的圓柱蝸桿。用車刀加工時，刀具切削刃平面與基圓相切，端面齒廓為漸開線。缺點：可以用單面砂輪磨齒，制造精度、表面質量、傳動精度及傳動效率較高。用：用于成批生產(chǎn)和大功率、高速、精密傳動，故最常用。僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝3精品資料、環(huán)面蝸桿傳動特點：（1）、齒輪表面有較好的油膜形成條件，抗膠合的承載能力和效率都較高；（2）、同時接觸的齒數(shù)較多，承載能力為圓柱蝸桿傳動的1.5~4倍；3）、制造和安裝較復雜，對精度要求高；4）、需要考慮冷卻的方式。、錐面蝸桿傳動數(shù)多，重合度大，傳動平穩(wěn)，承載能力強；（2）、蝸輪用淬火鋼制造，節(jié)約有色金屬。圖7-6 錐面蝸圖7-7 蝸輪動的主要參數(shù)和幾何尺寸蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面內蝸桿與蝸輪的嚙合就相當于漸開線齒條與齒輪的嚙合。在蝸桿傳動的設計計算中，均以中間平面上的基本參數(shù)1、模數(shù)m和壓力角a桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸向模數(shù) mx1、壓力角 αx1應與蝸輪的端面模數(shù)、mx1=mt2=m=αt2=α=20°僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝4精品資料的螺旋角，γ：螺桿的導程角。表7-1 圓柱蝸桿的基本尺寸和參數(shù)2、螺桿導程角 γ桿軸向齒距，px1=πm（mm）；γ為導程角（°）。導程角越大，傳動效率越高， γ=3.5°~55°。傳動效率高時，常取 γ=15°~30°，采用多頭蝸桿。3、蝸桿分度圓直徑 d1桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標準對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標準蝸桿分度圓直徑 d1。大，其傳動效率高，但會使蝸桿的強度、剛度降低。在蝸桿剛度允許的情況下，設計蝸桿傳動時，要求傳動效率高時， d1可以選小值，當要求強度和剛度4、蝸桿的頭數(shù) z1、蝸輪齒數(shù) z2和傳動比i頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低，可以實現(xiàn)自鎖；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。通常蝸桿要取決于傳動比，即 z2=iz1 。z2不宜太小（如 z2＜28)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。 z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時，蝸輪尺寸越大，剛度越小僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝5精品資料于100，常取32~80。z1、z2之間最好互質，利于磨損均勻。7.1）5，7.5，10*，12.5，15，20*，25，30，40*，50，60，70，80*。帶*的為基本傳動比，優(yōu)先選用。5、中心距：（7.2）減少箱體類型，有利于標準化、系列化，國標中對一般圓柱蝸桿減速裝置的中心距推薦為：40，50，63，80，100，125，160，（180），200，（225）450），500。傳動何尺寸表7-2 蝸桿傳動何尺寸動的失效形式、材料和精度.3.1蝸桿傳動的失效形式及設計準則1、失效形式疲勞點蝕、膠合、磨損及輪齒折斷。間相對滑動速度vs：（7.3）及散熱不良時，閉式傳動易出現(xiàn)膠合，但由于蝸輪的材料通常合時，蝸輪表面金屬粘到蝸桿的螺旋面上，使、僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝6精品資料。蝸輪輪齒的磨損嚴重，尤其在開式傳動和潤滑油不清潔的閉式傳動中。2、 計算準則式蝸輪傳動，通常按齒面接觸疲勞強度來設計，并校核齒根彎曲疲勞強度。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計。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。蝸輪常用材料及熱處理和蝸桿材料要有一定的強度，還要有良好的減摩性、耐摩性和抗膠合能力。蝸桿傳動常用青銅（低速時用鑄鐵）做蝸輪齒圈，與淬硬并磨制的鋼制蝸桿相1、蝸桿材料及熱處理一般不重要的蝸桿用 45鋼調質處理；高速、重載但載荷平穩(wěn)時用碳鋼、合金鋼，表面淬火處理；高速、重載且載荷變化大時，可采用合金鋼滲碳淬火處理。表7-3蝸桿材料及熱處理2、蝸輪材料及許用應力摩性、耐磨性好，抗膠合能力強，但價格高，用于相對滑動速度 vs≤25m/s的高速重要蝸桿傳動中；沖擊而且價格便宜，但抗膠合能力和耐磨性不如錫青銅，一般用于 vs≤10m/s的蝸桿傳動中；s的低速、輕載、不重要的蝸桿傳動中。表7-3 錫青銅蝸輪的許用應力僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝7精品資料表7-4 鋁鐵青銅及鑄鐵蝸輪的許用應力傳動的精度等級B10089－88對普通圓柱蝸桿傳動規(guī)定了 1~12個精度等級級依次降低，12級為最低，6~9級精度應用最多， 6級精度傳動一般用于中等精度的機床傳動機構，蝸輪圓周速度 v2＞5m/s，7級精度用于中等精度的運輸.5m/s，8級精度一般用于一般的動力傳動中，蝸輪圓周速度 v2＜3m/s，9級精度一般用于不重要的低速傳動機構或手動機構，蝸輪圓周速度 v2＜1.5m/s動的強度計算.4.1蝸桿傳動的受力分析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、軸向下關系：僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝8精品資料圖7-8 蝸桿傳動的受力分析傳動的強度計算、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算觸疲勞強度的校核公式為 ：（7.4）蝸桿對青銅或鑄鐵蝸輪 (齒圈)配對度的設計公式為：（7.5）、蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算核公式為：（7.6）設計公式為：（7.7）動的效率、潤滑和熱平衡計算.5.1 蝸桿傳動的效率（7.8）僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝9精品資料輪齒嚙合齒面間摩擦損失的效率；——考慮油的攪動和飛濺損耗時的效率；——考慮軸承摩擦損失時的效率；大的因素，可由下式確定：7.9）程角；jv——當量摩擦角。7.10）關系為：1 １ ２ ４0.65~0.750.75~0.820.82~0.92η＜0.5z1=1、2時η=0.60~0.70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。潤滑油：潤滑油的種類很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對材料和運轉條件選用。潤滑載荷類型進行選擇。給油方法包括：油池潤滑、噴油潤滑等，若采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿嚙入端，而且要控制一定的油壓。潤滑油量：潤滑油量的選擇既要考慮充分的潤滑，又不致產(chǎn)生過大的攪油損耗。對于下置蝸桿或側置蝸桿傳動，浸油深度應為蝸桿的一個齒高；當蝸桿上傳動的熱平衡計算傳動效率較低，對于長期運轉的蝸桿傳動，會產(chǎn)生較大的熱量。如果產(chǎn)生的熱量不能及時散去，則系統(tǒng)的熱平衡溫度將過高，就會破壞潤滑狀態(tài)，從而導因摩擦功耗產(chǎn)生的熱量為： （7.11）冷卻從箱壁散去的熱量為： （7.12）面的散熱系數(shù)，自然通風良好時： K＝(14~17.5)W/(m2? ℃)；在沒有循環(huán)空氣流動的場所： K＝(8.7~10.5)W/(m2? ℃)；的可散熱面積(m2)；A=A1+0.5A2,A1指箱體外壁與空氣接觸而內壁能被油飛濺到的箱殼面積， A2指箱體的散熱片面積。油的工作溫度(℃)； t2——環(huán)境溫度(℃)，一般取20℃。僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝10精品資料7.13）熱平衡驗算，一般 t1≤90℃度t1超過了[t1], 則首先考慮在不增大箱體尺寸的前提下，設法增加散熱面積。如不能滿足要求可用下列強制措施解決。1）在蝸桿軸端裝設風扇；2）采用循環(huán)壓力噴油冷卻；3）在箱體油池內裝蛇形官。蝸輪的結構.6.1 蝸桿的結構蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個整體。當蝸桿螺旋部分的