機械設計基礎第五版第十二章課件

蝸桿傳動第十二章12-1蝸桿傳動的特點和類型組成：蝸桿蝸輪機構

用于兩交錯軸之間的傳動，兩軸的交錯角通常為90°。蝸桿通常為主動件。1、大,且結構緊湊

2、承載能力高

3、可設計成反行程自鎖（只能蝸桿帶動蝸輪反之不行）

4、傳動平穩(wěn)、無噪音1、磨損大，效率低

2、蝸桿軸向力較大缺點：優(yōu)點：蝸桿種類：圓弧面蝸桿圓弧齒蝸桿普通蝸桿（阿基米德蝸桿）阿基米德蝸桿γ阿基米德螺線

圓弧齒蝸桿圓弧面蝸桿蝸桿種類：

左旋右旋（常用）

單頭蝸桿（）：蝸桿上只有一條螺旋線。蝸桿

雙頭蝸桿（）：蝸桿上有二條螺旋線。左旋右旋蝸桿12-2圓柱蝸桿傳動的

主要參數和幾何尺寸一、蝸桿傳動的主要參數中間平面——通過蝸桿軸線同時垂直蝸輪軸線切面。

在中間平面，蝸桿傳動相當于齒條與漸開線齒輪傳動。蝸桿傳動的設計計算都以中間平面的參數和幾何關系為準。蝸輪在中間平面上是漸開線齒形一、蝸桿傳動的主要參數1)模數m和壓力角:標準值

m查表12-12)蝸桿頭數、蝸輪齒數和傳動比：（太多加工困難）傳動比：

、—蝸輪、蝸桿轉速3）蝸桿直徑系數q和導程角：為了減少加工蝸輪的刀具的數量并便于標準化制定了蝸桿分度圓標準系列。3）蝸桿直徑系數q和導程角：——

軸面齒距螺旋線

——

導程3）蝸桿直徑系數q和導程角：引入蝸桿直徑系數q，分析：

傳動效率高，蝸桿剛度、強度。轉速高的蝸桿取較小的值，蝸輪齒數較多時取較大的值。4、齒面間滑動速度：—蝸桿圓周速度—蝸輪圓周速度5、標準中心距：二、正確嚙合條件（交錯成）：在中間平面內，蝸桿軸面模數等于蝸輪端面模數在中間平面內，蝸桿軸面壓力角等于蝸輪端面壓力角蝸桿的導程角等于蝸輪的分度圓柱螺旋角（標準值）（標準值）（相互嚙合的蝸輪蝸桿旋向相同）三、圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算：設計時，根據傳動的功用、傳動比的要求選擇蝸桿頭數、蝸輪齒數按強度計算確定中心距a和模數m根據表12-3公式計算蝸桿、蝸輪幾何尺寸。三、圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算：分度圓直徑：齒頂高：齒根高：蝸桿齒頂圓直徑、蝸輪喉圓直徑：齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距、徑向間隙：P12-3蝸桿傳動的失效形式、材料和結構一、蝸桿傳動的失效形式及材料選擇：失效形式：膠合、點蝕、磨損蝸桿材料：高速重載蝸桿：20Cr、20CrMnTi

（滲碳淬火56~62HRC）

40Cr、42SiMn、45

（表面淬火45~55HRC）蝸桿材料：一般蝸桿采用45、40碳素鋼（調質220~250HBS）低速人力傳動中，蝸桿可不經熱處理，甚至采用鑄鐵。蝸輪材料：重要的高速蝸桿傳動：ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5ZCuAl10Fe3采用球墨鑄鐵、灰鑄鐵，尼龍、增強尼龍。二、蝸輪、蝸桿的結構：蝸桿通常和軸作成一體——蝸桿軸蝸輪結構：整體式組合式：齒圈用有色金屬制造，輪心用鋼或鑄鐵制成。組合式：澆鑄成批制造過盈聯(lián)接尺寸不大、工作溫度變化小螺栓聯(lián)接尺寸較大、磨損后需更換齒圈12-4蝸桿傳動的受力分析一、受力分析（夾角）：總法向力Fn圓周力徑向力軸向力FtFrFa蝸桿蝸桿圓周力：—蝸桿上的轉矩方向：蝸桿主動，與運動方向相反。蝸桿軸向力：—蝸桿傳動效率—蝸輪上的轉矩方向：用左、右手定則判斷蝸桿徑向力：abc在?abc中方向：指向軸心二、蝸桿蝸輪轉向、旋向判別、受力方向判別：1、已知：蝸桿轉向求：蝸輪旋向，蝸輪轉向。解：蝸輪右旋，根據右手定則蝸桿左移，若蝸桿不移動，蝸輪的圓周速度方向向右，蝸輪順時針轉。2、判斷蝸桿旋向，分析受力方向：蝸桿主動12-5圓柱蝸桿傳動的強度計算蝸桿傳動的主要破壞形式：蝸輪齒面膠合，點蝕，磨損。閉式傳動：按接觸強度設計,校核蝸桿剛度，當時校核彎曲強度。閉式傳動進行熱平衡計算。開式傳動：按彎曲強度設計。一.蝸輪齒面接觸強度驗算公式：

kA---使用系數，K=1.1-1.4

－－蝸輪轉矩，Nmm

－－蝸輪許用接觸應力，Mp

蝸輪齒圈是錫青銅，查表12-4

蝸輪是鋁青銅或鑄鐵，查表12-5zE------材料綜合彈性系數。Zp－－－接觸系數，查圖12－11a-----中心距設計公式：由驗算公式得。根據值由公式12-10m由表12－1圓整成標準值二.蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算：設計公式：由值查表12－1決定主要尺寸。三.蝸桿剛度計算：由切向力和徑向力產生的撓度分別為：12-6圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑

和熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率：閉式蝸桿傳動的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗軸承中摩擦損耗攪動油箱中潤滑油的油阻損耗蝸桿傳動的總效率（蝸桿主動）：分析：1）常采用多頭蝸桿。過大，蝸桿加工困難。2）時，蝸桿具有自鎖性，但效率蝸桿傳動的總效率：閉式傳動：

開式傳動：二、蝸桿傳動的潤滑：潤滑不良，輪齒早期發(fā)生膠合或磨損?；瑒铀俣龋河驮』驀娪蜐櫥??；瑒铀俣龋何仐U置于蝸輪之上，由蝸輪帶油潤滑?；瑒铀俣龋簢娪蜐櫥??；瑒铀俣龋河驮櫥Ｈ?、蝸桿傳動的熱平衡計算：傳動效率低，發(fā)熱量大。閉式傳動中，溫度差：?三、蝸桿傳動的熱平衡計算：冷卻措施：溫度超過許用值時采用。1）增加散熱面積：合理設計箱體結構、鑄出或焊上散熱片。2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂担涸谖仐U上裝電風扇2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂担涸谙潴w油池內裝蛇形冷卻水管。用循環(huán)油冷卻。1、蝸桿形成：

蝸桿是用樣板刀（、、）使刀刃與蝸桿的軸線同在一個水平面，在車床上加工出。所以蝸桿軸面齒形為標準齒條齒形

*蝸桿、蝸輪的形成：蝸輪是用形狀同蝸桿相似（僅頂圓增大）