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第十七章 蜗杆传动第十七章 蜗杆传动教学目的：了解材料和结构、参数和几何尺寸计算重 点：蜗杆传动的啮合原理及参数难 点：啮合原理参 考 书：机械基础 刘泽深等主编 中国建工出版社 2000机械设计基础 杨可桢主编 高等教育出版社 2003机械设计 濮良贵主编 高等教育出版社 2004教 具：蜗杆传动模型1概述一.蜗杆传动的组成和功用组成：蜗杆：类似梯形螺杆，一般为主动；蜗轮：齿顶为圆弧的斜齿轮 。功用：传递两交错轴的运动和动力，一般交角为90应用较多。布置：蜗杆上置，机械壳体内需装较多油，工作时搅动油工作阻力大，用于特殊位置；蜗杆下置，润滑和散热条件好，蜗杆浸在油中，适用连续工作的机械。二.蜗杆传动的种类按蜗杆形状：1.圆柱蜗杆：阿基米德螺旋线；延伸渐开线；渐开线；2.圆弧蜗杆3.圆锥蜗杆三.传动原理及应用原理：螺母与螺杆应用：减速器；卷扬机。四.蜗杆传动的特点 1.传动比大，860； 2.传动平稳，由于啮合时类似斜齿轮，轮齿间逐渐啮合，逐渐脱离，连续转动；噪音小 3.具有自锁性 4.传动效率低，成本高 5.轮齿间的相对滑动速度大，磨损大；散热差时易发生胶合。2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算一.主要参数 1.中间平面的概念通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面。 2.模数m和齿形角（压力角）由于蜗杆1和蜗轮2的轴线在空间交错，所以，蜗杆传动的参数是指中间平面的参数，因此蜗杆传动正确啮合的条件是ma1=mt2=ma1=t2=201=2 3.蜗杆直径系数q及导程 由螺纹的形成知： 4.蜗杆传动的中心距a 5.传动比i设蜗杆的头数Z1，蜗轮的齿数Z2，则蜗杆每分钟移动速度蜗轮节点速度VC1=VC2 6.蜗杆的头数Z1和蜗轮的齿数Z2Z1=14；Z1小，i大，有利于反行程自锁，但低，若想提高，宜取多头Z2=Z1i；详见表122。 7.齿面滑动速度VS m/sV1Vs当润滑条件差散热不好时，齿面易产生磨损和胶合。二.几何尺寸计算 计算公式见表1753蜗杆和蜗轮的材料和结构由上述分析知，蜗杆传动要有良好的减磨性、耐磨性、抗胶合能力。所以，蜗杆常用材料有：碳钢、合金钢，结构为蜗杆轴蜗轮常用材料有：铜合金和铸铁，结构有整体式和组合式，见图178。4蜗杆传动的受力分析和强度计算一.受力分析 与斜齿轮一样，作用在轮齿上的力Fn分解为三个互相垂直的力，即 各力的方向判别同斜齿轮。二.强度计算 1.齿面接触疲劳强度计算校核公式： MPa设计公式： mm2 2.蜗轮弯曲疲劳强度计算校核公式： MPa 设计公式： mm25蜗杆传动的效率润滑和热平衡计算一.蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动功率损耗包括：齿面啮合损失、轴承摩擦损失、箱体内润滑油搅动损失，主要是啮合损失。当蜗杆为主动时，蜗杆传动的总效率为由上式可以看出：1.若想提高效率，则必须增加角，采用多头蜗杆，但当28之后，提高并不明显，故28。2.v时，机构发生自锁，此时，50。二.蜗杆传动的润滑 由于蜗杆传动的磨损较大，所以，必须润滑，常用的润滑方法见表1711。三.蜗杆传动的散热计算 由于蜗杆传动的效率低，发热