第1章5节_蜗杆传动

1、第一章第一章5节节 蜗蜗 杆杆 传传 动动 授课人：赵文胜授课人：赵文胜 印刷工程系印刷工程系内容简介内容简介蜗杆传动的安装和维护蜗杆传动的安装和维护 圆柱蜗杆传动材料、精度的选择及热平衡圆柱蜗杆传动材料、精度的选择及热平衡圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱圆柱蜗杆传动特点、类型、应用及加工蜗杆传动特点、类型、应用及加工 齿轮传动简介（回顾）齿轮传动简介（回顾） 蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆齿轮的作用及分类齿轮的作用及分类蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆-用于用于两垂直交叉轴两垂直交叉轴之间的传动之间的传动齿轮的主要作用是传递动力齿轮的主要作用是传递动力, ,改变运动的速度和方改变运动的速度

2、和方向。根据两轴的相对位置向。根据两轴的相对位置, ,齿轮可分为以下三类齿轮可分为以下三类: :圆柱齿轮圆柱齿轮-用于用于两平行轴两平行轴之间的传动之间的传动圆锥齿轮圆锥齿轮-用于用于两相交轴两相交轴之间的传动之间的传动圆锥齿轮圆锥齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮1.齿轮传动介绍齿轮传动介绍(回顾回顾)生活中的实例生活中的实例1 蜗杆传动的组成蜗杆传动的组成 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，并传递运动和动力。带动蜗轮（从动件）转动，并传递运动和动力。 蜗杆蜗轮1蜗杆结构蜗杆结构 一个齿轮，当它只具有一个或几个螺旋齿并且一个

3、齿轮，当它只具有一个或几个螺旋齿并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时，称为蜗杆。与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时，称为蜗杆。蜗杆通常与轴合为一体。蜗杆通常与轴合为一体。2蜗轮结构蜗轮结构 一个齿轮，它作为一个交错轴齿轮副中的大齿轮而一个齿轮，它作为一个交错轴齿轮副中的大齿轮而与配对蜗杆相啮合时，称为蜗轮。与配对蜗杆相啮合时，称为蜗轮。蜗轮常采用组合结构蜗轮常采用组合结构2.12.1圆柱蜗杆传动优点圆柱蜗杆传动优点蜗杆传动的缺点蜗杆传动的缺点A A、摩擦损失大，效率低。、摩擦损失大，效率低。B B、蜗轮材料贵重，成本高。、蜗轮材料贵重，成本高。C C、安装时对中心距的尺寸精、安装时对中心距的尺寸精

4、度要求较高。度要求较高。D D、蜗杆传动常用于传动功率、蜗杆传动常用于传动功率在在50kW50kW以下，滑动速度在以下，滑动速度在15m/s15m/s以下的机器设备中。以下的机器设备中。2.22.2圆柱蜗杆传动缺点圆柱蜗杆传动缺点阿基米德蜗杆渐开线蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的的车刀切制而成的。其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形

5、成的旋转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；润滑油膜形成，传动效率较高；同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10(10360)360)；承；承载能力和效率较高；可节约有色金属。载能力和效率较高；可节约有色金属。2.3 2.3 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型锥蜗杆锥蜗杆环面蜗杆环面蜗杆圆柱蜗杆圆柱蜗杆蜗杆传动蜗杆传动 蜗轮、蜗杆加工蜗轮、蜗杆加工蜗杆铣加工 蜗轮滚齿加工 蜗杆磨加工 1、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2 和传动比

6、i蜗杆头数z1=14：单头：i大，易自锁（一般螺旋角小于一般螺旋角小于3.5度就会自锁度就会自锁 ），效率低，精度高。多头：效率，但加工困难，精度降低。蜗轮齿数z2=2780 uZZnni1221传动比：注意：蜗杆传动的传动比仅与蜗杆的头数和蜗轮的齿数有关，而不等于分度圆直径之比。一般圆柱蜗杆传动减速装置的传动比的公称值按下列选择：5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、70、80。其中10、20、40和80为基本传动比，应优先选用。3 圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸2 2、蜗杆蜗轮正确啮合条件为：、蜗杆蜗轮正确啮合条件为：mx1=m

7、t2=mx1=t2=1=2模数为标准参数，蜗杆和蜗轮压力角的标准值模数为标准参数，蜗杆和蜗轮压力角的标准值2020。 3 3 圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等。即蜗。即蜗杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力角，且都等于标准值，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大角，且都等于标准值，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，旋向相同。小相等，旋向相同。 3 3蜗杆的分度圆直径蜗杆的分度圆直径d1和直径系数和直径系数q 由于蜗轮是用与蜗杆尺寸

8、相同的蜗轮滚刀配对加工而成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，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定的，为了限制滚刀的数目，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了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d d1 1（GB/T10088GB/T10088）。）。11zdmmqtg圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸第一系列：4、4.5、5、5.6、6.3、7.1、8、9、10、11.2、12.5、14、16、18、20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71第二系列：6、7.5、8.5、15、30、

9、38、53、601 1）按螺旋线方向分）按螺旋线方向分右旋蜗杆右旋蜗杆左旋蜗杆左旋蜗杆2 2）按蜗杆头数分）按蜗杆头数分单头蜗杆单头蜗杆多头蜗杆多头蜗杆Z Z1 1 =1 =1Z Z1 1 =2,4,6 =2,4,6圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸 蜗杆传动时，蜗轮的回转方向不仅与蜗杆的蜗杆传动时，蜗轮的回转方向不仅与蜗杆的回转方向有关，而且与蜗杆的旋向有关。回转方向有关，而且与蜗杆的旋向有关。第一步第一步：判断蜗杆或蜗轮的旋向：判断蜗杆或蜗轮的旋向第二步第二步：判断蜗轮的回转方向：判断蜗轮的回转方向蜗轮回转方向的判定蜗轮回转方向的判定 第一步：判断蜗杆或蜗轮的旋向

10、第一步：判断蜗杆或蜗轮的旋向l右手法则：右手法则： 手心对着自己，四指顺手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。旋，反之则为左旋。图例解析（一）图例解析（一）左、右手法则左、右手法则： 左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。第二步：判断蜗轮的回转方向第二步：判断蜗轮的回转方向右旋图例解析（一）图例解析（一）向左（逆时针）图例解析（二）图例解析（二） 蜗轮、蜗杆

11、转向的判定蜗轮、蜗杆转向的判定手向判定法则：手向判定法则： 四指握住蜗杆转向，则蜗轮转向与拇指向相反！四指握住蜗杆转向，则蜗轮转向与拇指向相反！右旋蜗杆：右旋蜗杆：右手法则右手法则左旋蜗杆：左旋蜗杆：左手法则左手法则圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸1 11 1用左、右手定则判定蜗杆的轴向力方向和蜗轮的转向用左、右手定则判定蜗杆的轴向力方向和蜗轮的转向2 22 2ar1r211Ft2Ft2随堂练习随堂练习(1)(2)(3)Z1Z2n41、已知：一对锥齿轮与蜗杆传动，、已知：一对锥齿轮与蜗杆传动，Z1的转向如图示，的转向如图示，求：定出蜗杆和蜗轮的合理旋向及蜗轮的转向。

12、求：定出蜗杆和蜗轮的合理旋向及蜗轮的转向。 n1n3n2练习练习右旋右旋右旋右旋1. 1. 常用材料常用材料蜗杆蜗杆高速重载高速重载低碳合金钢低碳合金钢+ +渗碳淬火渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢中碳钢或中碳合金钢+ +表面淬火表面淬火低速中载低速中载中碳钢中碳钢+ +调质调质蜗轮蜗轮vs33 m/s 重要传动重要传动铸造锡青铜铸造锡青铜vs4 m/s 一般传动一般传动铸造铝铁青铜铸造铝铁青铜vs2 m/s 不重要传动不重要传动灰铸铁灰铸铁 蜗杆传动的常用材料、结构和精度蜗杆传动的常用材料、结构和精度 4 圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡2 2、蜗杆传动的精度介绍：、蜗杆传

13、动的精度介绍： 蜗杆和蜗杆传动规定了12个精度等级，第1级的精 度最高，第12级的精度最低。对于动力蜗杆传动， 一般按照69级精度制造。 a a、 6级精度的传动可用于中等精密机床的分度机构和发 动机调节系统的传动。b b、7级精度可用于中等精度的运输机及中等功率的蜗杆传动。c c、 8级精度可用于圆周速度较低，每天只有短时间工作的 次要传动。d d、9级精度只能用于不重要的低速传动及手动传动。圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡 一般圆柱蜗杆传动内部温度一般圆柱蜗杆传动内部温度t1应限制应限制6070 ，最高，最高不超过不超过80 。若。若t1超过允许值，可采取以下措施，

14、以增加超过允许值，可采取以下措施，以增加传动的散热能力：传动的散热能力： 1 1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积； 圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡2 2）在蜗杆轴端设置风扇，进行人工通风，以增大表面）在蜗杆轴端设置风扇，进行人工通风，以增大表面 传热系数；传热系数； 圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡圆柱蜗杆传选材、精度及热平衡3 3）在箱体油池中装设蛇形冷却管；）在箱体油池中装设蛇形冷却管； 4 4）采用压力喷油循环润滑。）采用压力喷油循环润滑。蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润

15、滑润滑的目的润滑的目的: : 润滑油润滑油 润滑油粘度及润滑方式润滑油粘度及润滑方式润滑油的种类需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。润滑油的种类需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油脂润滑、油池润滑、喷油润滑等，当括：油脂润滑、油池润滑、喷油润滑等，当Vs10m/s时采用时采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。压。5 5 蜗杆传动的安装和维护蜗杆传动的安装和维护减摩与散热减摩与散热润滑油必须具有较高的粘度和足够

16、的极压性。润滑油必须具有较高的粘度和足够的极压性。 下置蜗杆传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；下置蜗杆传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/31/3。蜗杆传动的安装方式蜗杆传动的安装方式 当采用浸油润滑时，蜗杆尽量下置；当蜗杆的速度大于当采用浸油润滑时，蜗杆尽量下置；当蜗杆的速度大于4 45m / s5m / s时，为避免蜗杆的搅油损失过大，采用蜗杆上置时，为避免蜗杆的搅油损失过大，采用蜗杆上置的形式；的形式； 蜗杆上置蜗杆下置蜗杆传动的安装和维护蜗杆传动的安装和维护 l按蜗轮箱的外径分公司现有机座号从45WJ到130WJl减速比从8:1到90:l承载扭矩从1N*m到25N*ml产品的使用范围包括电动轮椅行业、自动门行业、升降机行业、高儿夫球包车行业、搅拌机行业、包装机械行业等。l1 、电动轮椅行业l2、自动门行业l3、升降机行业公司