蜗杆传动类型.ppt

1、第十章 蜗杆传动 101 蜗杆传动的类型及特点 一、蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的类型 1、按蜗杆形式分类、按蜗杆形式分类圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 2 按刀具加工位置分按刀具加工位置分 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 渐开线蜗杆渐开线蜗杆 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)渐开线蜗杆渐开线蜗杆(ZI)法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆(ZN)锥面包络蜗杆锥面包络蜗杆(ZK)*圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动 (ZC)车削工艺好，精度低，中小载荷，使用逐渐减少 二、蜗杆传动的特点蜗杆传动的特点 1.传递交错轴之间的运动和动力（常用传递交错轴之间的运动和动力（常用900交错）；交错）；

2、2.结构紧凑、传动比大（结构紧凑、传动比大（8100；常用；常用1550）；）；3.传动平稳、传动效率低、常需耗用有色金属。传动平稳、传动效率低、常需耗用有色金属。4.中小功率（中小功率（50KW以下）、间歇运动。以下）、间歇运动。2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 蜗杆加工 蜗轮加工直径系数 3、蜗杆头数Z1 ：1、2、4、6102 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 一、主要参数及其选择 主平面 1、模数m和压力角 在中间平面，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮和齿条的啮合，设计时以中间平面的参数为基准。d1和和q均为均为标准值标准值,为便于测量，便于测量，d1一般为整数。一般为整数。分析

3、：分析：Z1不变：不变：q d1蜗杆刚度蜗杆刚度 q d1蜗杆刚度蜗杆刚度 直径系数直径系数 q要适当选取。要适当选取。m不变不变m不变不变Z 1传动比传动比 易制造易制造效率效率q不变不变4、导程角 5、传动比 i 和齿数比 u 6、蜗轮齿数Z2 7、标准中心距 a 如图 Z 1=1 Z 2=17 18 Z 12 Z 2min27 Z 2max80个别可达个别可达100（分度传动不受此限制）通常（分度传动不受此限制）通常 Z 2=32 68表 11-2 基本尺寸及参数二、蜗杆传动变位的特点二、蜗杆传动变位的特点 变位的目的变位的目的：配凑中心距、提高承载能力及传动效率：配凑中心距、提高承载能

4、力及传动效率1）中心距改变 ，Z2不变，传动比i12不变 2）中心距不变，Z2改变 三、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿宽B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等表 11-3113 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 一、失效形式，设计准则及常用材料 齿面胶合 过度磨损闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计 校核齿根弯曲疲劳强度 计算热平衡 蜗杆刚度 蜗轮 常用材料 蜗杆：40、45、40Cr 蜗轮：铸造锡青铜，铸造铝铁青铜 要求：要求：1 1）足够的强度）足够的强度 2 2）良好的减摩、耐磨性）良好的减摩、耐磨性 3 3）良好的抗胶合性）良好的抗胶合性二、蜗杆传动的受力分析力

5、的大小 圆周力 轴向力 径向力 Ft主反从同 力的方向和蜗轮转向的判别 Fr指向各自的轴线 Fa1蜗杆左右手螺旋定则 轴向力 径向力圆周力 蜗轮转向的判别：Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向判定蜗轮转向 例1 判定蜗轮转向 例2例：例：2级蜗杆级蜗杆-斜齿轮传动斜齿轮传动 已知蜗杆转向和已知蜗杆转向和蜗轮旋向，求各轮蜗轮旋向，求各轮所受的力、及旋向所受的力、及旋向？（要求中间轴上？（要求中间轴上的力最小）的力最小）三、蜗杆传动的强度计算1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 校核公式 ZE材料的弹性系数 ZP接触系数（1）当蜗轮材料 ,许用应力 查表10-6（2

6、）若蜗轮材料 ,许用应力与循环次数有关 基本许用接触应力，表10-7 接触强度寿命系数 设计公式 定m,q（表10-2）2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合 YFa2 蜗轮齿形系数 当量齿数，图10-15 蜗轮基本许用应力，表10-8设计公式（表10-2）定m、d1 四、蜗杆的刚度计算 计算模型：简支梁 集中载荷：蜗杆最大挠度：五、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择 高 低 精度等级 1，2，6，7，8，9，10，11，12 远景 常用105 蜗杆传动效率、润滑及热平衡计算 一、蜗杆传动的滑动速度 V1 蜗杆节点圆周速度 V2蜗轮节点圆周速度 蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度V

7、s 较大的VS引起：1、易发生齿面磨损和胶合 2、如润滑条件良好,有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率 二、蜗杆传动的效率二、蜗杆传动的效率 由啮合摩擦损耗所决定的效率 轴承的效率 蜗杆或蜗轮搅油引起的效率 当量摩擦角 查表10-9 蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率 Z1 1，2，4，6效率 0.7，0.8，0.9，0.95提高效率的途径提高效率的途径蜗杆制造困难蜗杆制造困难 一般一般采用减摩性好的材料，如青铜采用减摩性好的材料，如青铜蜗杆放在高速级蜗杆放在高速级表 11-18 表 11-19三、蜗杆传动的润滑三、蜗杆传动的润滑 目的：1）提高效率；2）降低温升，防止磨损

8、和胶合1、润滑油表11-20 2、润滑油粘度及给油方法表11-21 3、润滑油量 浸油深度 四、蜗杆传动热平衡计算四、蜗杆传动热平衡计算 润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降原因设蜗杆传动功率为P（K W）,效率为 蜗杆传动单位时间的发热量为 自然冷却方式，单位时间散热量为 d箱体表面散热系数 S 箱体散热面积 t 油的工作温度(60-700C)t0环境温度200C达到热平衡时 可得到热平衡时的温度 如如 t 80时措施：时措施：1 加散热片以增大散热面积加散热片以增大散热面积 2 蜗杆轴端加风扇，强制风冷却蜗杆轴端加风扇，强制风冷却 3 在传动箱内安装

9、循环冷却管路在传动箱内安装循环冷却管路 116 普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构设计 1、蜗杆、蜗杆一般与轴成一体一般与轴成一体 2、蜗轮、蜗轮 轮齿部分轮齿部分青铜青铜 轮毂部分轮毂部分钢钢 齿圈式齿圈式 螺栓联接式螺栓联接式 整体浇铸式整体浇铸式 拼铸式拼铸式 求蜗杆的转向和轮的旋向（蜗杆主动）求蜗杆的转向和轮的旋向（蜗杆主动）例n2n1试求图示传动中：试求图示传动中：2）为为使使轴轴II上上受受的的轴轴向向力力最最小小，蜗蜗杆杆和和蜗蜗轮轮的的旋旋向向如何；他们的转向如何如何；他们的转向如何3）画画出出蜗蜗轮轮所所受受三三个个分分力力的方向。的方向。1）齿轮）齿轮z2的螺旋线方向；的螺旋线方向；

10、图图示示传传动动装装置置，蜗蜗杆杆轴轴I由由电电动动机机驱驱动动，锥锥齿齿轮轮轴轴III接工作机，并已知接工作机，并已知III轴上锥齿轮的旋转方向轴上锥齿轮的旋转方向n4。1）画出画出II轴锥齿轮所受的三个分力（轴锥齿轮所受的三个分力（Fr3、Ft3、Fa3）2）为为使使II轴轴上上蜗蜗轮轮与与锥锥齿齿轮轮所所受受的的轴轴向向力力方方向向相相反反，蜗蜗轮轮旋旋向向如何。如何。3）蜗蜗杆杆旋旋向向及及其其转转向向如何。如何。n4 图图示示蜗蜗杆杆-斜斜齿齿轮轮减减速速器器，蜗蜗杆杆1主主动动，螺螺旋旋线线方方向向如如图图示示，要要求求齿齿轮轮4所所受受轴轴向向力力Fa4的的方方向向指指向向轴轴的

11、的输输出出端端，并并使使中中间间轴轴II所所受受的的轴轴向向力力能能抵抵消消一一部部分分，试确定齿轮试确定齿轮3、4轮齿的螺旋线方向及蜗杆转向。轮齿的螺旋线方向及蜗杆转向。一、特点一、特点1)传动比范围大传动比范围大 1：1004）采用凸凹弧齿廓相啮合及采用凸凹弧齿廓相啮合及承载能力较普通蜗杆高承载能力较普通蜗杆高2）齿廓凸凹啮合，有利于润滑油膜的形成）齿廓凸凹啮合，有利于润滑油膜的形成114 圆弧圆柱蜗杆传动设计计算圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 3）啮合效率高）啮合效率高 95%5）传动中心距难以调整，对中心距误差的敏感性强）传动中心距难以调整，对中心距误差的敏感性强二、传动的主要参数及其选择二

12、、传动的主要参数及其选择2)变位系数变位系数3)齿廓圆弧半径齿廓圆弧半径 1)齿形角齿形角 0 三、三、圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸 表表 11-9四、四、圆弧圆柱蜗杆传动强度计算圆弧圆柱蜗杆传动强度计算 1)校核蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数校核蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数 据据 功率功率 P1，转速，转速n1和传动比和传动比I 确定中心距确定中心距a，然，然后据表后据表11-10 确定主要几何参数，表确定主要几何参数，表11-11 计算基本几计算基本几何尺寸何尺寸失效形式同普通圆柱蜗杆传动失效形式同普通圆柱蜗杆传动2)校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度的安全系数校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度的安全系数蜗杆传动箱蜗杆传动箱