第7章 蜗杆蜗轮传动.ppt

第7章蜗杆传动 7 1概述 7 2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 7 3蜗杆传动的失效形式 材料和精度 7 4圆柱蜗杆传动设计 7 5蜗杆传动的效率 润滑和热平衡计算 7 6蜗轮 蜗杆的结构 学习和了解蜗杆传动的类型 特点 主要参数和几何尺寸 失效形式 常用材料及精度 圆柱蜗杆传动的设计效率 润滑及热平衡计算 蜗杆蜗轮的结构 本章学习目标 掌握 蜗杆传动的基本参数 蜗杆传动的受力分析和承载 本章学习要求 了解 蜗杆传动的类型 特点 主要失效形式及材料 效 率 润滑 蜗杆蜗轮结构 能力计算 7 1概述 蜗杆传动由蜗杆蜗轮组成 一般蜗杆主动 蜗轮从动 两轴交错成90 蜗杆传动的类型 圆柱蜗杆环面蜗杆锥面蜗杆 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆圆弧圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆 轴面齿廓为直线 端面齿廓为阿基米德螺线 渐开线蜗杆 端面齿廓为渐开线 法向直廓蜗杆 端面齿廓为延伸渐开线 法向齿廓为直线 蜗杆传动的特点 优点 传动比大 结构紧凑 传动平稳 噪声小 可制成具有自锁性能的传动 缺点 效率低 成本较高 7 2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 蜗杆传动的主要参数 中间平面 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 模数m和压力角 正确啮合条件 蜗杆导程角 蜗杆分度圆直径d1 蜗杆分度圆直径为标准值 查表确定 蜗杆直径系数q 蜗杆的分度圆直径与模数的比值 蜗杆头数z 蜗轮齿数z2和传动比i 蜗杆的头数通常取1 2 4 6 蜗轮齿数 传动比 蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗杆分度圆直径 蜗轮分度圆直径 中心距 其他尺寸见教材表7 3 7 3蜗杆传动的失效形式 材料和精度 蜗杆传动的滑动速度 蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效一般发生在蜗轮轮齿上 主要失效形式是齿面胶合 磨损和点蚀 设计准则 对蜗杆传动的强度计算 通常是仿照圆柱齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度进行条件性计算 蜗杆传动的材料 材料的性能要求 不但要有一定的强度 而且应有良好的减摩 耐磨和抗胶合性 蜗杆常用碳钢和合金钢 蜗轮常用材料是铸造锡青铜和无锡青铜 蜗杆传动的精度 规定了12个精度等级 1级精度最高 往后依次降低 普通圆柱蜗杆传动 常用6 9级 7 4圆柱蜗杆传动设计 蜗杆传动的受力分析 作用在轮齿上的法向力可分解为三个互相垂直的分力 圆周力Ft 径向力Fr和轴向力Fa 法向力 T1 T2 分别为蜗杆 蜗轮传递的转矩 作用力方向的确定 主动蜗杆的圆周力的方向与其圆周速度方向相反 从动蜗轮的圆周力的方向与圆周速度方向相同 蜗杆的轴向力可通过左 右 手定则判断 计算载荷 K为载荷系数 一般 齿面接触疲劳强度计算 MPa 校核公式 设计公式 蜗轮齿弯曲疲劳强度计算 校核公式为 MPa 设计公式 YF 蜗轮齿形系数 7 5蜗杆传动的效率 润滑和热平衡计算 蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动的效率 总效率主要取决于啮合效率 通常 蜗杆传动的润滑 闭式蜗杆传动一般采用油池或喷油润滑 开式蜗杆传动应选用粘度高的润滑油和润滑脂 蜗杆传动的热平衡计算 热平衡计算 t0 周围空气温度 C t 箱体散热系数 W m2 C 当周围空气流通良好时取大值 A 散热面积 m2 润滑油允许的工作温度 一般限制在60 70 C 最高不超过80 提高散热能力措施 1 在箱体外壁铸出散热片 以增大散热面积 2 在蜗杆轴端加装风扇 可提高散热系数 3 在箱体油池中装蛇形冷却水管 进行循环水冷却