蜗轮蜗杆计算学习教案

1、会计学1蜗轮蜗杆计算蜗轮蜗杆计算(j sun)第一页，共41页。二、蜗杆传动的类型二、蜗杆传动的类型(lixng)1、按蜗杆形状分、按蜗杆形状分环面蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动锥蜗杆传动圆柱圆柱(yunzh)蜗蜗杆传动杆传动第2页/共40页第二页，共41页。2、根据齿面形状、根据齿面形状(xngzhun)不同分为：不同分为： 普通普通(ptng)蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动 第3页/共40页第三页，共41页。3、阿基米德、阿基米德( j m d)蜗杆蜗杆在轴剖面在轴剖面(pumin)：直线齿廓：直线齿廓 法剖面法剖面(pumin)：凸曲线：凸曲线垂直轴剖面垂直轴剖面(p

2、umin)：阿基米德螺线：阿基米德螺线车削加工，不能磨削，精度低。车削加工，不能磨削，精度低。第4页/共40页第四页，共41页。蜗轮滚刀蜗轮滚刀(n do)：与蜗杆尺寸相同：与蜗杆尺寸相同在中间平面上可看成直齿齿条与渐开线齿轮啮合在中间平面上可看成直齿齿条与渐开线齿轮啮合第5页/共40页第五页，共41页。9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何(j h)尺寸计算尺寸计算中间平面中间平面(pngmin)上的参数作为设计基准上的参数作为设计基准一、普通圆柱一、普通圆柱(yunzh)蜗杆传动的主要参数及其选择蜗杆传动的主要参数及其选择1 、蜗杆传动的正确啮合条件及模数

3、、蜗杆传动的正确啮合条件及模数m和压力角和压力角 22121tatammm旋向相同旋向相同第6页/共40页第六页，共41页。2 、蜗杆分度圆直径、蜗杆分度圆直径(zhjng)d1和导程角和导程角为了限制蜗轮滚刀为了限制蜗轮滚刀(n do)的数目并便于滚刀的数目并便于滚刀(n do)的标准化，的标准化，因此对每一标准模数规因此对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分定了一定数量的蜗杆分度圆直径度圆直径d1（表（表9-1）11111/tandmZdPZa导程角：导程角：第7页/共40页第七页，共41页。普通普通(ptng)蜗杆传动的蜗杆传动的m与与d1搭配值搭配值 （表（表9-1）第8页/共40页第八

4、页，共41页。3 、传动比、传动比i、蜗杆头数蜗杆头数Z1和蜗轮齿数和蜗轮齿数Z21221ZZnni蜗杆头数蜗杆头数Z1通常通常(tngchng)取为：取为：1，2，3，4，或或6Z2=iZ1，一般，一般(ybn)取取Z2=28804 、传动、传动(chundng)中心距中心距a和变位系数和变位系数x2标准中心距标准中心距)(2121dda变位蜗杆传动（只对蜗轮变位）变位蜗杆传动（只对蜗轮变位）第9页/共40页第九页，共41页。（1） 变位前后，蜗轮的齿数不变变位前后，蜗轮的齿数不变: Z2 = Z2 而传动而传动(chundng)中心距改变中心距改变: a amaaxmxmzdxmaa212

5、21一般一般(ybn)取取 x 1 按变位后的尺寸按变位后的尺寸(ch cun)加工、安装加工、安装第10页/共40页第十页，共41页。（2）变位）变位(bin wi)前后，传动中心距不变前后，传动中心距不变 a =a蜗轮的齿数变化蜗轮的齿数变化: Z2 Z2212121221mzdamxmzda222222zzxxzz一般一般(ybn)取取 x 1 第11页/共40页第十一页，共41页。5 相对相对(xingdu)滑动速度滑动速度S221211 1cos60 1000cossd nm/s式中：式中：d1-蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径(zhjng)，mmn1-蜗杆的转速，蜗杆的转速，r/min

6、-蜗杆分度圆上的导程角蜗杆分度圆上的导程角, 度度第12页/共40页第十二页，共41页。二、蜗杆传动的几何尺寸二、蜗杆传动的几何尺寸(ch cun)计算计算第13页/共40页第十三页，共41页。第14页/共40页第十四页，共41页。9.3 蜗杆传动的失效形式、设计蜗杆传动的失效形式、设计(shj)准则和材料选择准则和材料选择一、蜗杆传动的失效形式一、蜗杆传动的失效形式(xngsh)和设计准则和设计准则失效形式：主要失效形式：主要(zhyo)是齿面胶合、点蚀和磨损，是齿面胶合、点蚀和磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。设计准则：设计准则：通常按齿面（蜗轮）接触疲劳强

7、度条件通常按齿面（蜗轮）接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力。计算蜗杆传动的承载能力。在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损失效因在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损失效因素的影响。素的影响。对闭式传动要进行热平衡计算，必要时对蜗杆强度和对闭式传动要进行热平衡计算，必要时对蜗杆强度和刚度进行计算。刚度进行计算。第15页/共40页第十五页，共41页。二、蜗杆和蜗轮的常用二、蜗杆和蜗轮的常用(chn yn)材料材料对蜗杆和蜗轮材料的要求对蜗杆和蜗轮材料的要求(yoqi)：不仅要求：不仅要求(yoqi)具有足够的强度，更重要的是要求具有足够的强度，更重要的是要求(yoqi)具有良好具有良好的减摩

8、性、耐磨性和跑和性能。的减摩性、耐磨性和跑和性能。蜗杆材料蜗杆材料(cilio)：一般用碳素钢或合金钢制成：一般用碳素钢或合金钢制成蜗轮材料：蜗轮材料：一般为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰一般为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰铸铁铸铁第16页/共40页第十六页，共41页。9.4 普通普通(ptng)圆柱蜗杆传动的承载能力计算圆柱蜗杆传动的承载能力计算一、蜗杆传动的受力分析一、蜗杆传动的受力分析(fnx)和计算载荷和计算载荷1 受力分析受力分析(fnx)第17页/共40页第十七页，共41页。tan2212122121121arratatFFFdTFFdTFF而法向力而法向力nanFFcoscos/1取

9、取11aaFF，coscosn则有则有coscos2cos221dTacoaFFanN第18页/共40页第十八页，共41页。式中：式中：T1、T2分别为蜗杆和蜗轮轴上的转矩，分别为蜗杆和蜗轮轴上的转矩，N.mm,T2=iT1，N.mm, 传动传动(chundng)效率，效率，i 传动传动(chundng)比比d1 、 d2分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径, mm 压力压力(yl)角，角， =20 蜗杆分度圆柱上的导程角，度蜗杆分度圆柱上的导程角，度第19页/共40页第十九页，共41页。力的方向：力的方向：确定确定(qudng)圆周力圆周力Ft及径向力及径向力Fr的方向的

10、方法同外啮的方向的方法同外啮合圆柱齿轮传动，而轴向力合圆柱齿轮传动，而轴向力Fa的方向则可根据相应的圆的方向则可根据相应的圆周力周力Ft的方向来判定，即的方向来判定，即Fa1与与 Ft2方向相反，方向相反， Ft1与与 Fa2的方向相反。的方向相反。也可按照主动件左右手定则来判断。也可按照主动件左右手定则来判断。第20页/共40页第二十页，共41页。力的方向力的方向(fngxing)判断例题判断例题第21页/共40页第二十一页，共41页。2 蜗杆传动的计算蜗杆传动的计算(j sun)载荷载荷计算计算(j sun)载荷载荷=K*名义名义载荷载荷KKKKA式中式中KA工作情况系数工作情况系数 K动

11、载荷动载荷(zi h)系数系数 K齿向载荷齿向载荷(zi h)分布系数分布系数第22页/共40页第二十二页，共41页。二、蜗轮齿面接触二、蜗轮齿面接触(jich)疲劳强度计算疲劳强度计算校核校核(xio h)公式为：公式为：HEEHZdmKTZddKTZ99221222212设计设计(shj)公式为：公式为：22212)(9HEZZKTdmMPamm3第23页/共40页第二十三页，共41页。ZE弹性系数，对于青铜弹性系数，对于青铜(qngtng)或或 铸铁蜗轮铸铁蜗轮与钢制蜗杆与钢制蜗杆 配对时，取配对时，取MPaZE160H蜗轮材料蜗轮材料(cilio)的许用接触应力，的许用接触应力，MPa

12、式中：式中：0HHNHK式中：式中：0H应力应力(yngl)循环次数循环次数N=107时，蜗轮材料时，蜗轮材料的基本许用接触应力的基本许用接触应力(yngl)，MPaHNK寿命系数寿命系数第24页/共40页第二十四页，共41页。第25页/共40页第二十五页，共41页。9.5 蜗杆传动的效率、润滑蜗杆传动的效率、润滑(rnhu)和热平衡计算和热平衡计算一、蜗杆传动的效率一、蜗杆传动的效率(xio l)321式中：式中：1啮合啮合(nih)效率效率)tan(tan1 2 3分别为轴承效率和搅油效率分别为轴承效率和搅油效率 一般取一般取 2 3=0.950.96第26页/共40页第二十六页，共41页

13、。蜗杆传动的总效率蜗杆传动的总效率(xio l)tan(tan)96. 095. 0(第27页/共40页第二十七页，共41页。二、蜗杆传动的润滑二、蜗杆传动的润滑(rnhu)润滑的目的：防止胶合润滑的目的：防止胶合(jioh)和磨损、提高效率和磨损、提高效率开式：定期开式：定期(dngq)涂润滑脂涂润滑脂闭式：浸油或喷油闭式：浸油或喷油第28页/共40页第二十八页，共41页。三、蜗杆传动的热平衡计算三、蜗杆传动的热平衡计算(j sun)单位时间内由摩擦单位时间内由摩擦(mc)损耗的功率产生的热量为损耗的功率产生的热量为)1 (100011PHW式中：式中：P1蜗杆传动的功率蜗杆传动的功率(gn

14、gl)，KW 蜗杆传动的总效率蜗杆传动的总效率第29页/共40页第二十九页，共41页。单位单位(dnwi)时间由箱体外壁散发到空气中的热量时间由箱体外壁散发到空气中的热量为为)(02ttAKHsW式中式中 Ks散热系数散热系数 A散热面积散热面积 t达到平衡时，箱体内的达到平衡时，箱体内的 油温，油温，t在在800以内以内 t0周围周围(zhuwi)空气温度，空气温度， t0=200第30页/共40页第三十页，共41页。根据根据(gnj)热平衡条件热平衡条件H1=H2可求得既定工可求得既定工作条件下的油温作条件下的油温AKPtts)1 (100010在既定在既定(j dn)工作条件下，保持正常

15、油温所工作条件下，保持正常油温所需要的散热面积需要的散热面积)()1 (100001ttKPAs2mC一般一般(ybn)应使应使t在在80以下以下第31页/共40页第三十一页，共41页。若若t80或有效或有效(yuxio)的散热面积不足时的散热面积不足时,则必须则必须采取措施采取措施,以提高以提高(t go)其散热能力其散热能力常用常用(chn yn)措施措施:1 、合理设计箱体结构、合理设计箱体结构,铸铸出或焊上散热片出或焊上散热片,以增大散以增大散热面积热面积2 、在蜗轮轴上装置风扇、在蜗轮轴上装置风扇,进行人工通风进行人工通风,以提高散热以提高散热系数系数第32页/共40页第三十二页，共

16、41页。3 、在箱体油池内装设、在箱体油池内装设(zhun sh)蛇形冷却蛇形冷却水管水管4 、采用压力喷油、采用压力喷油循环循环(xnhun)润润滑滑第33页/共40页第三十三页，共41页。9.6 蜗杆和蜗轮的结构蜗杆和蜗轮的结构(jigu)一一 蜗杆的结构蜗杆的结构(jigu)车削车削(ch xu)：有退刀槽，：有退刀槽，第34页/共40页第三十四页，共41页。二、蜗轮的结构二、蜗轮的结构(jigu) 蜗轮可制成整体式或装配式蜗轮可制成整体式或装配式1 整体式整体式第35页/共40页第三十五页，共41页。2 齿圈压配式齿圈压配式第36页/共40页第三十六页，共41页。3 螺栓螺栓(lushun)联联接式接式第37页/共40页第三十七页，共41页。4 镶铸式镶铸式第38页/共40页第三十八页，共41页。斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮蜗杆减速器蜗杆减速器齿轮传动齿轮传动(chundng)、蜗杆传动、蜗杆传动(chundng)的应用的应用圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器第39页/共40页第三十九页，共41页。感谢您的观看感谢您的观