《机械设计》课件PPT教案讲义0715,81蜗杆传动

机械设计课件PPT教案讲义0715,81蜗杆传动 第7章蜗杆传动第7章蜗杆传动 一、类型根据蜗杆形状分7-1蜗杆传动类型及特点圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动根据蜗杆齿廓形状,圆柱蜗杆又分根据蜗杆齿廓形状,圆柱蜗杆又分1.阿基米德蜗杆（ZA蜗杆)N-N凸廓阿基米德螺旋线阿基米德螺旋线直廓I-I20?IINNII?NN?N延伸渐开线法向直廓蜗杆（ZN蜗杆)NNII渐开线蜗杆(ZI蜗杆)II?IIII?IIIIII?凸廓凸廓直廓渐开线IIIIIIIIIIII 二、蜗杆传动特点1.传动比大，结构紧凑；2.传动平稳；1.传动比大，结构紧凑；2.传动平稳；4.传动效率低。 3.可以设计成具有自锁性；4.传动效率低。 3.可以设计成具有自锁性；多用于中小功率、不连续运转的工况下.7-2圆柱蜗杆传动主要参数及几何尺寸 一、蜗杆传动主要参数 一、蜗杆传动主要参数b12?p?中间平面1a以中间平面上的参数为基准。 2t1app?d2pt2df1d1da1df2da2dt2a? 1、模数m和压力角 2、蜗杆分度圆柱导程角和压力角 2、蜗杆分度圆柱导程角?2t1app?2121tatammm?1d11tandmz?1dapmzpzpaz?11?1d?11dmz?正确啮合条件（旋向一致）?=2121tatammm?3.蜗杆分度圆直径d1和直径系数qmdzq11?tan为减少蜗轮滚刀数目，规定d1为标准值。 ?,tan?11zmd?z1少，?角小，效率低，但可以有自锁性；角小，效率低，但可以有自锁性；11tandzm?4.蜗杆头数、传动比、蜗轮齿数4.蜗杆头数、传动比、蜗轮齿数1z2zi6,4,2,11?zz1多，?角大，效率高，但加工困难。 v?自锁条件?v?tantan222mzd?z2=i z1，过多，d2大，使蜗杆跨度L大，刚度低，一般80。 1sv1v2v1d刚度低，一般z280。 z228,否则平稳性下降。 否则平稳性下降。 L5.传动比i1221zz?imqmzdd212?z16421i5871715323080)()(.215050zqmdda?6.蜗杆传动的中心距a标准蜗杆传动的中心距)(.250zqm?z1=1,z2=41,m=8,d1=80,a=?20441880505021?)(.)(.dda 二、蜗杆传动变位特点和 二、蜗杆传动变位特点和目的变位的目的 1、凑中心距；o2ao2?tan)(2invinv2121zzxx?（a）变位传动x20,z2=z2,a 22、改变传动比。 o2o2（a）变位传动x2z2蜗杆中心线ad1pd1分度线节线分度线节线蜗杆中心线ad1pd1分度线节线分度线节线（b）变位传动x20,a=a,z2 22、改变传动比。 o2)(.)(.22250250zqmazxqma?2222zzx?（a）变位传动x2z2蜗杆中心线ad1pd1分度线节线分度线节线图78蜗杆传动的变位2222zzx?变位特点 2、变位后 1、只能对蜗轮变位； 2、变位后d2=d2,d1d1，d1d12mx2一蜗杆传动失效形式及设计准则失效形式:齿面胶合、点蚀、磨损、轮齿折断失效的特点发生在一蜗杆传动失效形式及设计准则失效形式:齿面胶合、点蚀、磨损、轮齿折断失效的特点发生在蜗轮齿上。 73蜗杆传动失效形式和材料选择闭式传动按接触强度设计，验算弯曲强度和热平衡条件；按接触强度设计，验算弯曲强度和热平衡条件；开式传动按弯曲强度设计。 必要时验算蜗杆刚度。 必要时验算蜗杆刚度。 设计准则 1、蜗杆材料表7-4常用蜗杆材料材料牌号热处理硬度表面粗糙度Ra(?m)4542SiMn40Cr38SiM 二、蜗杆传动的材料及许用应力45,42SiMn,40Cr,38SiMnMo,42CrMo,42CrNi表面淬火4555HRC0.81.615CrMn,20CrMn,20Cr,20CrNi,20CrMnTi渗碳淬火5863HRC1.61.845(用于不重要的传动)调质45HRC45HRC一侧受载一侧受载两侧受载两侧受载ZCuSn10Pbl砂模金属模砂模金属模12251225130170130170220310220310180xx80xx00220xx205170517032403240重载长期连续重载长期连续工作ZCuSnS砂模1090xx1012533240.2B工作PbSZn5金属模121002501351504029ZCuAl10Fe3砂模金属模砂模金属模6666180xx80xx96540496540H见表768290829064806480速度较低时速度较低时ZCuAl10Fe3Mn2砂模金属模砂模金属模666649054049054010090HTl50砂模21504025载荷小而直径大的传动载荷小而直径大的传动HT200砂模22.522.5xx830HT250砂模25252505635铝铁青铜、灰铸铁减摩性差，失效主要是减摩性差，失效主要是胶合，?H与滑动速度vs有关。 (条件性设计）有关。 (条件性设计）材料材料滑动速度滑动速度vS m/s蜗轮蜗杆0.20512346蜗轮蜗杆50.512346ZCuAl9Fe4ZCuAl10Fe3钢(淬火)*250230210180160120ZCuAl10Fe3Mn2钢(淬火)*215xx8015013595HT200HTl50(120150HBS)渗碳钢16013011590HTl50(120150HBS)钢(调质或正火)钢(调质或正火)1401109070一.蜗杆传动受力分析:一.蜗杆传动受力分析:74蜗杆传动的承载能力计算d2n2nF各力大小?tanFFF?2T2a111t2FdTF?22212dTFFta?2a F2c2tF2rF?i12TT?各力方向与斜齿轮判定方法相同Fa1方向用左、右手定则判定。 方向用左、右手定则判定。 ?tan221trrFFF?d1c1T1n1a F1rF1tF2r FF2r F2n2n1r F1aF1tF1a F1r F1tF2a F2tF2r1n1n2a F2tF 二、蜗轮齿面接触强度计算?1LFZnEHnd?sincos222211?222122212299?HEHEHzZKTdmzdmKTZ?ZE-弹性系数查表-弹性系数查表71表77弹性系数7弹性系数ZE配对材料蜗杆钢铸铁锡青铜1551437蜗轮锡青铜1551437铝青铜156铸铁162return?FaFFaFYYKTdmzdmYYKT?222212226.16.1? 三、蜗轮齿根弯曲强度?Fzdm?21?YFa2-蜗轮齿形系数，按当量齿数zv2=z2/cos3?和蜗轮的变位系数x2确定；Y?-螺旋角系数，Y?；return75蜗杆传动的效率和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率蜗杆传动的效率和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率?v?tantan)96.095.0(总效率1321)96.095.0(?大，效率高；1tz，效率提高。 11tandm?，效率提高。 v?小，效率高。 v?当润滑条件好时，滑动速度高，值小，效率高。 反之，出现胶合。 当润滑条件好时，滑动速度高，值小，效率高。 反之，出现胶合。 sv1d过多，蜗杆加工困难；减小，受蜗杆刚度限制。 过多，蜗杆加工困难；减小，受蜗杆刚度限制。 1zsv1v2v 三、蜗杆传动的热平衡计算发热量)1(P1000H1?散热量?01t2ttAKH?1t0t?11000P?热平衡21HH?0111000tAKPtt?如热平衡条件不满足时，可采取以下措施 1、增大散热面积； 2、加风扇； 3、加冷却水管。 C0)70