机械设计基础之蜗杆传动WormGear概要PPT课件

.,1,机械设计（）（零件）,第6章蜗杆传动,.,2,蜗杆传动的特点蜗杆传动的失效形式、材料选择、设计准则蜗杆传动的受力蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的效率及热平衡计算蜗杆传动的参数选择蜗杆传动的设计,本章大纲,.,3,6.1概述,蜗杆传动：是用来传递空间两900交错轴间的运动和动力的，由蜗杆和蜗轮组成。,蜗轮,蜗杆,交错轴斜齿圆柱齿轮,小齿轮的b1较大，形像螺杆，称为蜗杆,大齿轮b2较小，d2很大，b2较短，齿数z2很多，类似一斜齿轮，称为蜗轮。,为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的直母线改为圆弧形，使它部分地包住蜗杆,.,4,6.1概述,蜗杆是一具有梯形螺纹或接近梯形螺纹的螺杆，蜗杆传动可以视为螺旋传动（其中蜗轮可以视为特殊的开式螺母）。在通过蜗轮中间平面所截的蜗杆轴向平面内可见，蜗杆传动又可视为斜齿圆柱齿轮与齿条的啮合传动。,.,5,6.1概述,蜗杆加工,蜗轮加工,为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。,.,6,6.1概述,1、按蜗杆形式分类,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆,锥蜗杆,同时相啮合的齿对多，承载能力大，效率高；但需要较高的制造和安装精度,同时接触的齿的对数多；重合度大，传动平稳两者离合方便可兼作离合器使用,制作、安装容易；承载能力较低；,.,7,.,8,（1）阿基米德圆柱蜗杆（ZA）,（2）渐开线圆柱蜗杆（ZI）,端面齿廓：阿螺旋线齿面：阿螺旋面轴向齿廓：直线法向齿廓：凸廓加工工艺：车、斜插齿、不易磨削、精度低,端面齿廓：渐开线齿面：渐开线螺旋面轴向齿廓：凸廓蜗杆基圆切面内：直线凸曲线加工工艺：车、滚铣、磨（单面/单锥面砂轮）其他：效率高,6.1概述,按蜗杆齿廓形状以及形成原理不同分为：,.,9,（3）法向直廓圆柱蜗杆（ZN）,端面齿廓：延伸渐开线齿面：延伸渐开面法向齿廓：直廓轴向齿廓：微凹廓线加工工艺：车、盘铣、指铣、直母线砂轮磨,端面齿廓：近似阿螺旋线齿面：凸廓法向齿廓：凸廓轴向齿廓：凸廓加工工艺：双锥面盘铣、双锥面砂轮其他：齿形曲线复杂、设计困难,（4）锥面包络圆柱蜗杆（ZK）,6.1概述,.,10,（5）圆弧圆柱蜗杆（ZC）,端面齿廓：阿基米德螺旋线齿面：圆弧形凹面轴向齿廓：圆弧凹廓加工工艺：刃边为凸圆弧形的刀具,其主要特点为：效率高，一般可达90以上，承载能力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出50一150%；体积小；质量小；结构紧凑。这种传动已得到广泛应用。,6.1概述,.,11,6.1概述,在动力传动中，i=5-80;在分度机构或手动机构的传动中，可达300；若只传递运动，可达1000。结构紧凑,逐入啮合及逐出啮合，啮合齿对多,蜗杆为主动件,当传动可自锁时，效率仅为0.4左右,蜗轮须采用减磨材料,.,12,6.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,做通过蜗杆轴线并与涡轮轴线垂直的平面，称为中间平面（主平面）。相当于蜗杆的端面、蜗杆的轴面。在这个平面内即蜗轮的端面、蜗杆的轴面。在这个平面内，蜗轮蜗杆传动相当于渐开线齿轮与直齿条的啮合传动。因此，涡轮传动的啮合条件就是：,1蜗杆轴面的模数和压力角=蜗轮端面的模数和压力角2蜗轮和蜗杆的旋向相同,设计蜗杆传动时，均取中间平面的参数和尺寸为基准，进行相关计算,.,13,6.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,1、模数m和压力角（齿形角）amx1=mt2=m,ax1=at2=a,2、导程角g和蜗轮螺旋角b,蜗杆g涡轮b;（旋向同）,一般采用右旋;,自锁g=3.5o,一般gZ2,Z225x107,NeH2=25x107,当NeH2106,NeH2=106灰铸铁单向传动sF2=0.12sBb2双向传动sF2=0.075sBb2,弯曲应力,.,43,ZE为材料弹性系数；,L接触线长度,计算法向力,为综合曲率半径。,6.6圆柱蜗杆传动的设计计算,接触疲劳强度校核公式：（中间平面相当于齿轮+齿条）,因蜗杆传动失效常发生在蜗轮，所以强度计算只针对蜗轮；,X-接触长度变化系数；端面重合度;b涡轮分度圆啮合弧线长度,.,44,6.6圆柱蜗杆传动的设计计算,其中，K为载荷系数，ZE为材料弹性系数,接触疲劳强度校核公式：,（根据蜗杆和蜗轮材料查P529line21-25）,接触疲劳强度设计公式：,许用应力查表16-10、16-11定,.,45,6.6圆柱蜗杆传动的设计计算,接触疲劳强度设计方法：接触疲劳强度设计弯曲疲劳强度校核,Z1的选择:1大传动比、自锁（并且，g80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,.,53,6.7蜗杆和蜗轮的结构,1、蜗杆一般与轴成一体,蜗杆齿宽,.,54,6.7蜗杆和蜗轮的结构,2、蜗轮,轮齿部分青铜,轮毂部分钢,齿圈青铜齿圈过盈配合，台肩定位，螺钉固定。,螺栓联接式大中尺寸涡轮,整体式100的青铜涡轮、任意直径铸铁涡轮,拼铸式合理结构，适用于成批制造,.,55,6.7蜗杆和蜗轮的结构,蜗杆下置式v1=45m/s，箱体中油易渗漏,蜗杆上置式