第 七章蜗杆传动

第七章蜗杆传动,71蜗杆传动的类型及特点,蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构(交错角一般为90)。由主动件蜗杆和从动件蜗轮组成,蜗杆的形状象个圆柱形螺纹的螺杆蜗杆的旋向：右旋蜗杆和左旋蜗杆（一般为右旋）蜗杆的头数：单头蜗杆(蜗杆上只有一条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿)双头蜗杆(蜗杆上有两条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿)依此类推，设蜗杆头数为（一般z1），蜗轮齿数为z2、则传动比i为：蜗轮形状象斜齿轮，只是它的轮齿沿齿长方向又弯曲成圆弧形，以便与蜗杆更好地啮合。,一、蜗杆传动的特点,二、蜗杆传动的类型1.按蜗杆形状:,其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。,其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。,其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；,同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。,2.按轮齿旋向,3.按工作条件:闭式,开式,半开半闭,72蜗杆传动的基本参数及几何尺寸,一、蜗杆传动主要参数,1.模数和压力角中间平面:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面(蜗杆轴面,蜗轮端面)蜗杆传动的设计计算都是以中间平面内的参数和几何关系为标准。在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。,正确啮合条件,2、导程角,在m和d1为标准值时，z1越大传动效率越高，传递动力时要求效率高=15-30且应采用多头蜗杆越小传动效率越低,要求反行程自锁时28)，否则将使传动平稳性变差。z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。（Z1与Z2的荐用值表）,a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2),5.中心距,4、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q,由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，蜗杆的尺寸参数与加工蜗轮的蜗轮滚刀尺寸参数相同，为了限制滚刀的数目及便于滚刀的标准化，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1。直径d1与模数m的比值(q=d1m)称为蜗杆的直径系数。,q=d1/mq称为蜗杆的直径系数d1=mq,q值越小，即蜗杆直径d1越小，则升高越大，传动效率越高，但直径d1变小会导致蜗杆的刚度和强度削弱，设计时应综合考虑。,二.蜗杆传动的几何尺寸,d1=mqd2=mZ2ha1=ha2=ha*m=mhf1=hf2=(ha*+c*)m=1.2mda1=d1+2ha1=(q+2)mda2=d2+2ha2=(z2+2)mdf1=d1-2hf1=(q-2.4)mdf2=d2-2hf2=(z2-2.4)ma=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2),73蜗杆传动的失效形式，材料和结构,一、齿面间滑动速度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（形成油膜条件）则较大的VS则有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率,、分别为蜗杆、蜗轮在节点C的速度为蜗杆导程角,二、蜗杆传动的失效形式及计算准则,1、蜗杆传动的失效形式（主要是蜗轮失效）闭式传动：胶合点蚀开式传动：磨损,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,2、蜗杆传动的强度计算准则闭式传动：开式传动:齿根弯曲疲劳强度计算,三、蜗杆、蜗轮的常用材料要求：1）足够的强度；2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性；因此常采用青铜作蜗轮齿圈，与淬硬磨削的钢制蜗杆相配。蜗杆常用材料为碳素钢和合金钢，要求齿面光洁并且有较高硬度。一般蜗杆可采用45，40等碳素钢，调质处理，硬度为220250HBS。对高速重载的蜗杆常用20Cr，20crMnTi，渗碳淬火到5662HRc；或40r，38SiMnMo，表面淬火到4555HRC，并应磨削。蜗轮常用材料为青铜和铸铁。铸造锡青铜，如zCuSnl0P1，zcuSn5Pb5Zn5，抗胶合，耐磨性能好，易切削加工，但价格贵，一般用于高速(vt1或散热条件不符合要求时，可采用以下措施。1.增加散热片2.在蜗杆轴端加轴流风扇3.在油池中安装冷却水管4.用循环油冷却,三.蜗杆传动的精度等级与标记,GB/T10089-1988对蜗杆、蜗轮传动规定了12个精度等级，1级精度最高，12级最低。,普通圆柱蜗杆传动的精度，一般以6-9级应用得最多。6级精度可用于蜗轮圆周速度v5m/s的场合；7级精度常用于v7.5m/s的动力传动；8级精度常用于每昼夜只有短时工作的低速传动（v3m/s)。,1.蜗杆传动的精度等级,2.蜗杆传动的标记,蜗杆的标记：类型，m,d1,旋向（R,L）,Z1蜗轮的标记：相配蜗杆类型，m,z2蜗