第六讲-蜗杆传动--齿轮的结构与润滑.ppt

交错轴斜齿轮机构：,若将一对斜齿轮安装成其轴线既不平行也不相交，就成为交错轴斜齿轮机构。,两轮轴线之间的夹角称为轴角,1、轴角,2、点接触，承载能力低,3、相对滑动速度大，轮齿易磨损。,813蜗杆机构,1、交错轴斜齿轮机构,蜗杆蜗轮,2、啮合特点：,点接触,线接触,3、加工,蜗杆,车削（螺旋线）（轴平面内的齿形为直线齿廓的齿条）,蜗轮,与蜗杆相似的滚刀展成切制蜗轮,右旋蜗杆，,头数是从端面上看蜗杆具有的齿数Z1,一、蜗杆蜗轮的形成,蜗杆的中圆柱（分度圆柱）,过齿形中线处的圆柱,在中圆柱上轴向齿厚与齿槽相等,蜗杆分度圆柱面上螺旋线的导程角：,按蜗杆形状分：,圆柱蜗杆机构,环面蜗杆机构,锥蜗杆机构,按蜗杆齿廓曲线的形状,阿基米德圆柱蜗杆,渐开线圆柱蜗杆,延伸渐开线蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,二、蜗杆蜗轮机构的分类,1、主平面：,通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面,2、在主平面内，蜗杆传动相当于齿轮齿条传动,3、正确啮合条件：,（螺旋线方向相同、旋向相同）,三、蜗杆传动,判定蜗杆、蜗轮的转向：,蜗杆为左旋，蜗轮转向为顺时针,1、模数m,2、压力角,=,20标准值,25动力传动中,12、15分度传动,3、头数Z1,Z1=1，2，4，6,Z2=2780,四、蜗杆传动的主要参数及尺寸计算,4、螺旋升角（导程角）,5、直径系数q,6、尺寸计算,（蜗杆、蜗轮的齿顶高、齿根高、齿全高、齿顶圆直径、齿根圆直径可用直齿轮公式计算）,标准中心距：,1、优点：,i大，机构紧凑,传动平稳、无噪音。,反行程时可自锁，安全保护（起重机）,2、缺点：,轮齿间相对滑动速度较大，易磨损。,效率低（最高70%）,成本较高蜗杆：钢，蜗轮：青铜,五、特点,一、蜗杆传动的类型,1、按蜗杆形式分类,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆,锥蜗杆,814蜗杆传动的类型及特点,2按刀具加工位置分,阿基米德蜗杆,法向直廓蜗杆,渐开线蜗杆,二、蜗杆传动的特点,1、传动比大,2、连续啮合，传动平稳,3、具有自锁性,4、效率较低,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,(一)、主要参数及其选择：,主平面,1、模数m和压力角,三.普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,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,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B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等,(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：1）足够的强度2）良好的减摩、耐磨性3）良好的抗胶合性,四.普通圆柱蜗杆传动承载能力计算,(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Vs,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,五.蜗杆传动的滑动速度及效率,(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,蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率,Z11，2，4，6效率0.7，0.8，0.9，0.95,(一)、蜗杆传动的润滑,目的：1）提高效率；,2）降低温升，防止磨损和胶合,1、润滑油参看表,2、润滑油粘度及给油方法参看表,3、润滑油量,浸油深度,(二)、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,六.蜗杆传动的润滑及热平衡计算,设蜗杆传动功率为P（KW）,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,Kd箱体表面散热系数,S箱体散热面积,t油的工作温度,t0环境温度,达到热平衡时,可得到热平衡时的温度,如t80时措施：,1加散热片以增大散热面积,2蜗杆轴端加风扇，强制风冷却,3在传动箱内安装循环冷却管路,1、蜗杆一般与轴成一体,2、蜗轮,轮齿部分青铜,轮毂部分钢,齿圈式,螺栓联接式,整体浇铸式,拼铸式,七.普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构设计,(二)、蜗杆传动的受力分析,力的大小,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,(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,（2）若蜗轮材料,许用应力与循环次数有关,基本许用接触应力，查表,接触强度寿命系数,设计公式,定m,q,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，,蜗轮基本许用应力，,设计公式,查表定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,1、齿轮轴,e2