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机械基础第五章 蜗杆传动 1 教学目标 1 熟悉蜗杆传动的特点 2 了解蜗杆 蜗轮的主要尺寸的计算 3 掌握蜗杆蜗轮正确啮合的转动方向教学重难点 1 熟悉蜗杆传动的特点 2 掌握蜗杆蜗轮正确啮合的转动方向 2 情景创建 螺旋千斤顶 减速器 分度头 观光电梯 你知道吗 它们内部是使用了什么机构呢 3 蜗杆传动的组成 蜗杆传动是啮合传动 用于传递空间垂直交错两轴间的运动和动力 拓展知识 4 蜗杆传动的类型 拓展知识 5 蜗杆传动的类型 啮合的齿对多 承载能力是普通圆柱的2 4倍 传动效率达85 90 由凸弧形的刀具加工 承载能力高出普通圆柱的0 5至1 5倍 传动效率达95 以上 结构紧凑 工艺性好 传动比为10 60 承载能力高 传动效率高 拓展知识 圆弧圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 圆锥蜗杆传动 6 蜗杆 蜗轮的啮合 1 模数m和压力角 以阿基米德蜗杆为例 正确啮合条件 mx1 mt2 m x1 t2 20 1 2 蜗杆蜗轮旋向相同 7 蜗杆传动的主要参数及其选择 蜗杆头数z1 蜗轮齿数z2和传动比i 选值参照下表 注 单位时间内蜗杆 蜗轮所转过的齿数相同 8 蜗轮加工条件与蜗杆特性系数 蜗杆分度圆的直径d1和蜗杆的直径系数q 在蜗杆传动中 加工蜗轮的滚刀直径和齿形参数必须与相应的蜗杆同 为限制蜗轮的滚刀数量 d1亦标准化 为了便于标准化 引入了蜗杆直径系数q 对于每一标准模数m规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1 含义 当m一定时 q值增大 则蜗杆直径d1增大 蜗杆的刚度提高 当z1一定时 q小则导程角 增大 蜗杆传动效率提高 9 拓展知识 蜗杆传动的主要参数及其选择 4 蜗杆分度圆柱上的导程角 蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角 10 拓展知识 蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗杆 蜗轮各尺寸关系见下表 注意顶隙为0 2m 11 蜗轮转动方向的判别 按蜗杆 蜗轮螺旋线方向不同 有左旋和右旋之分 均采用右旋蜗杆 蜗轮螺旋线方向判定 右手法则 手心对着自己 四个手指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正 若齿向与右手拇指指向一致 则为右旋 反之为左旋 12 蜗轮转动方向的判别 蜗轮回转方向判定蜗杆是右旋 或左旋 时 右手 或左手 半握拳 四指顺着蜗杆的回转方向 蜗轮的回转方向与大拇指指向相反 13 蜗轮转动方向的判别 判定蜗杆传动的螺旋线或回转方向 14 右图中的蜗杆 蜗轮 是否任意找一对就能啮合呢 为了保证正确啮合 对尺寸和参数有什么要求 如已知蜗杆的部分参数 如z1 2 d1 80mm q 10 m 8mm i 20 那么其他尺寸如何计算 15 一 确定图蜗杆传动的正确啮合条件因为 arctan z1m d1 arctan 2 8 80 11 31 所以正确啮合条件为 16 17 拓展知识 蜗杆的结构 有退刀槽 刚性较差 加工齿面用车削的方法 蜗杆常和轴做成一体 称为蜗杆轴 只有df1 do 1 7时 才采用蜗杆齿圈套装在轴上的型式 无退刀槽 刚性较好 加工齿面用铣削的方法 18 拓展知识 蜗轮的结构 蜗轮结构分为整体式和组合式两种 当分度圆直径大于100mm时 为节约贵重材料 将蜗轮做成组合式结构 适用于铸铁 分度圆直径小于100mm的青铜蜗轮 整体式蜗轮 19 拓展知识 蜗轮的结构 青铜齿圈与铸铁轮心用H7 r6配合 沿齐缝向轮心偏 mm 安装4 6个螺钉 适于中等尺寸蜗轮 普通或铰制孔用螺栓联接齿圈和轮心 适于大尺寸蜗轮 将青铜轮缘浇铸在铸铁轮心上 再切齿 适于中等尺寸 批量生产的蜗轮 组合式蜗轮 20 蜗杆传动的应用 拓展知识 工作时 蜗杆逐渐进入啮合 又逐渐退出 运转平稳 单级传动比一般为10 40 80 具有自锁性 水泥设备 生料由顶部加入 高温烧成熟料 由下部以 2 12 转 小时旋转的卸料塔盘排出 采用了i 16 i 55和i 7齿轮 蜗轮减速器和外啮合齿轮传动 21 蜗杆传动的应用 拓展知识 分度机构力矩小 传递的是运动 体积小 控制蜗杆的转角能较好地控制蜗轮的转角 蜗杆在只传递运动时 传动比可达1000 此回转工作台采用了两截式蜗杆 蜗轮传动结构 没有反向间隙 22 蜗杆传动的失效 拓展知识 传动时 齿面间存在较大的滑动速度 发热大 主要失效是前三种 注意 1 蜗杆的齿呈连续螺旋状 而且蜗杆的材料强度比蜗轮高 失效通常发生在蜗轮轮齿上 2 对于大多数蜗杆传动 其承载能力主要取决于接触强度 23 蜗杆 蜗轮的材料 拓展知识 要求 不仅具有足够的强度 更要具有良好的减摩性 耐磨性和抗胶合能力 常用 淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮 24 考考你 1 蜗杆传动是由与想啮合 传递空间两轴之间的和的传动机构 2 实际上就是一种特殊的梯形螺纹 有 之分 单头蜗杆旋转一周 蜗轮只旋转个齿 3 蜗杆头数年Z1 转速为