第九章-蜗杆传动案例PPT课件

.1，9.1蜗杆传动的类型和特性9.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸9.3蜗杆传动的故障形式计算和9.4蜗杆传动的材料和结构计算9.5蜗杆传动的强度计算9.6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡9.7普通圆柱蜗杆传动的精度等级、9章蜗杆传动。2，9-1蜗杆传动的类型和特性，该蜗杆的螺旋面是凸轮边凸圆弧形的汽车刀具。沿轴方向的蜗杆主体的形状是在母线上使用凹弧面形成的旋转曲面，同时具有大量齿数并提供无缝驱动。牙齿表面有助于润滑油膜的形成，传输效率高。一是齿数多、匹配度大的蜗杆传动类型；传动比范围(10 360)；承载能力和效率高。可以节约有色金属。3，9-1蜗杆传动的类型和特性，2，蜗杆传动的特性，1，蜗杆传动的最大特性是紧凑结构，大传动比。2，驱动器平稳，噪音小。3，可以做成自锁蠕虫。1，蜗杆驱动器的主要缺点是效率低下。2，蜗轮成本高。优点：缺点：4，9-2计算蜗杆传动的主要参数和几何尺寸，垂直于蜗轮轴并通过蜗杆轴的平面，称为中间平面。在中间平面上啮合蜗轮和蜗轮就像渐开线齿条和齿轮的啮合一样。蜗杆传动的设计计算基于中间平面的默认参数和几何尺寸。5，9-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算，1，蜗杆传动的主要参数及其选择，1。蜗杆齿数Z1、蜗轮齿数z2和传动比I、较小的蜗杆刀头数(例如单头蜗杆)可以实现较大的传动比，但驱动效率较低。蜗杆刀头的数量越多，驱动效率越高，但蜗杆刀头的数量太多，加工起来就不容易。通常，蜗杆刀头为1、2、4、6。蜗轮齿数主要取决于齿轮比，即z2=iz1。Z2不能太小(例如z2 26)。否则，驱动器稳定性将下降。Z2也不能太大。否则，如果系数恒定，蜗轮直径将增加，啮合蜗杆支撑间隙将增大，蜗杆的弯曲刚度将减小。齿轮比I、6，9-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算，2。模块m和压力角a，蜗杆与蜗轮啮合时蜗杆的轴面系数，压力角必须等于蜗轮的端系数，压力角。也就是说，ma1=mt2=maa1=at2=20，3。当导引角度、m和D1为标准时，Z1精确啮合时，蜗杆螺旋的方向相同，=b，7，9-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算，4。蜗杆分度圆直径D1和蜗杆直径系数q、蜗轮与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀对加工，因此为了限制滚刀数量，国家标准为每个标准模块指定了一定数量的标准蜗杆分度圆直径D1。直径D1与模组m的比率称为蜗杆直径系数。当模数m恒定时，q值增加，蜗杆直径D1增加，蜗杆刚度增加。因此，对于较小的模块化蜗杆，指定了较大的q值以确保蜗杆的刚度足够。5 .中心距离，8，9-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算，3，蜗杆传动的几何尺寸计算，标准中心距离，径向间隙，蜗杆螺旋角，蜗杆导引角，齿根圆直径，9，9-3蜗杆传动的故障形式和计算标准，一，蜗杆传动的故障形式，一。齿面之间的相对滑动速度v；蜗杆传动的主要问题是设计中需要解决的主要问题：严重摩擦和磨损。蜗轮磨损、系统过热、蜗杆刚度不足是主要故障形式。2齿轮故障形式；10，9-3蜗杆传动的失败形式和计算标准，2，蜗杆传动的计算标准，1，对于闭合蜗轮传动，通常设计为齿侧接触疲劳强度，并检查齿根弯曲疲劳强度。2，对于开放蜗轮传动装置，或滚动时负载变更较大，或蜗轮齿数z2大于90时，通常仅设计为齿根的弯曲疲劳强度。，3，由于蜗杆传动中的严重摩擦、大热量、低效率，封闭蜗杆传动装置还必须进行热平衡计算，以防止胶水故障。11，9-4蜗杆传动的材料和结构，1，蜗杆传动的材料，为了减少摩擦，通常为蜗杆钢和蜗轮的有色金属(铜合金、铝合金)。高速重载蜗杆一般使用15Cr、20Cr渗碳淬火或45钢、40Cr淬火。低速轻负荷蜗杆可以45钢淬火回火。蜗轮通常使用锡青铜铸造、铝青铜铸造和灰铸铁等材料。12，2，蜗杆，蜗轮的结构，1。蠕虫的结构，蠕虫螺旋部分的直径不大，所以经常与轴一起制造整个。如果蜗轮螺旋部分的直径较大，则可以将轴与蜗杆分开。无颈，螺旋部分加工时只能使用铣削方法。有颈，螺旋部分可以用车辆制造，也可以用铣削加工，但其结构比以前类型的刚性差。9-4蜗杆传动的材料和结构，13，2。为了减少蜗轮的结构、变形的需要，蜗轮通常是青铜制成的。为了节省铜，如果蜗轮直径较大，则使用配合蜗轮结构、环形齿轮青铜、轮芯铸铁或碳钢。常用蜗轮的结构如下：9-4蜗杆传动的材料和结构、14，9-5蜗杆传动的强度计算，1，蜗杆传动的应力分析，蜗杆传动的应力分析类似于锥圆柱齿轮，齿收到法向载荷Fn时，径向载荷Fr、圆周载荷Ft和轴向载荷Fa将分解。无摩擦，转向关系判别方法，15，2，蜗轮蜗杆齿面接触疲劳强度计算，蜗轮接触疲劳强度检查公式，青铜或铸铁蜗轮，涡轮齿面接触疲劳强度设计公式，9-5蜗轮强度计算，16，3，蜗轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算，蜗轮根的弯曲强度检查公式为，9-5蜗杆传动的强度计算，17，9-6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算、蜗杆传动的效率、h1和啮合摩擦损失的效率。h 23354轴承摩擦损失效率；H3油油炸损失效率；h1是对总效率影响最大的因素，可以确定为：因此，Z1效率与蜗杆头数的一般关系如下：封闭驱动器z1124总效率0.7至0.750.75至0.820.82至0.92，表示式：l蜗杆的导引角；v等效摩擦角。18，2，蜗轮润滑，润滑的主要目的是减少摩擦和热分配。特定润滑方法类似于齿轮传动的润滑。1，根据润滑剂，2，润滑剂粘度和供油方法，3，润滑剂量，多种润滑剂，蜗杆，蜗轮副材料和运行条件进行选择。通常根据相对滑动速度和负载类型进行选取。燃料供给方法包括油池润滑、燃油喷射润滑等，对于燃油喷射润滑，喷嘴必须穿透蜗杆，并控制特定的油压。润滑油量的选择考虑到充分的润滑，但不会造成过度搅拌油损失。对于落料蜗杆或侧蜗杆传动，油深度必须是蜗杆的齿高度之一。放置蜗杆时，油深度约为蜗轮直径的三分之一。9-6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算，19，3，蜗杆驱动器的热平衡计算，低驱动效率导致长时间工作的蜗杆驱动器产生大热量。如果生成的热量不能按时分布，则系统的热平衡温度太高，润滑状态可能受损，从而使系统进一步恶化。系统摩擦功率产生的热量为：自然冷却分布在箱壁上的热量为：Ks箱表面的热系数，所需ks=(8.15 17.45)w/(m2)；A箱的可冷却面积(m2)；t1润滑油工作温度(c)；T0环境温度(c)。，在热平衡条件下可用：系统热平衡检查，一般t170 90，适用于结构设计，9-6蜗杆传动的效率，润滑和热平衡计算，选择、安装和维护20，9-7蜗杆传动的精度级别，第一，选择蜗杆传动的精度，gb10089-88普通圆柱蜗杆传动的1-12个精度级别，第一精度最高，第二精度依次减少，第12级应用最低，6-9级精度最大，第6级精度最大圆周速度v23m/s，9级精度通常用于不重要的低速或手动机构，二次、蜗杆传动安装、蜗杆传动安装需要精度。 必须使蜗轮的中间平面通过蜗杆的轴线。如图所示。蜗轮轴支撑必须两端固定，因为工作时蜗轮的中间平面不允许轴向移动，从而确保传动装置的正确啮合。蜗杆驱动器的维护很重要，注意周围的通风和散热。21，解决方案：(1)材料选择和许用应力蜗杆确定：45钢表面淬火，硬度45HRC，因为功率不大。蜗轮：由于速度高，粘结性能好的铸造锡青铜，ZcuSn10P1，砂型模具铸造。检查表8.6，蜗轮材料的基本许用接触应力为检查表8.8，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为，9-7蜗杆传动的详细等级选择和安装维护，22，应力循环数计算n，(蜗轮速度)，寿命系数计算，许用应力计算：9-7蜗轮详细等级的选择和安装维护，23，(2)确定蜗杆齿数和蜗轮齿数，计算齿轮齿接触疲劳强度(4)，计算齿面接触疲劳强度(8.1)，选择和维护9-7蜗轮详细等级，24，m=8，q=10，8.8，齿根弯曲疲劳强度检查(8.8)。9-7蜗杆传动的详细等级选择和安装维护，25，(5)驱动器效率检查，蜗杆分度圆速度，检查表8.9，9-7蜗杆驱动器的详细等级选择和安装维护，26，(6)热平衡计算，满足要求。(7)计算中心距离a和每个部分的尺寸以及每个部分的尺寸。9-7蜗杆传动的详细等级选择和安装维护，27，(8)选择精度，在v2中选择精度级别。选择细节级别参考GB 10089-88。因此选择级别8精度。(9)绘制蜗杆、蜗轮零件工作图，选择9-7蜗杆传动的详细等级并维