汽车蜗杆传动精品课件

1、汽车蜗杆传动第1页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五第2页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五升降机垂直电梯第3页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 蜗杆传动主要应用于卷扬机、升降机（垂直电梯）、数控设备等中，它具有其他常用传动机构没有的优点和特性。第4页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五5.1 蜗杆传动概述一.蜗杆传动的组成 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成（如图所示），通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，用于传递空间两交错轴间的运动和动力。其两轴线在空间一般交错成90。 第5页，共38页，2022年，5月2

2、0日，0点50分，星期五蜗轮蜗杆减速机第6页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五二、 蜗杆传动的类型（一）按蜗杆形状不同第7页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五按蜗杆形状的不同可分： 圆柱蜗杆 环面蜗杆 锥蜗杆 第8页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五阿基米德圆柱蜗杆第9页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五1.圆柱蜗杆传动分类阿基米德蜗杆阿基米德螺线（阿基米德曲线） ，亦称“等速螺线”。当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。其首次由阿基米德在著作论螺线中

3、给出了定义 。第10页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五渐开线蜗杆渐开线：在平面上，一条动直线（发生线）沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，此动直线上一点的轨迹。 第11页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五（二）按蜗杆螺旋线方向不同左旋蜗杆右旋蜗杆第12页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五（三）按蜗杆头数不同单头蜗杆多头蜗杆第13页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五三.蜗轮回转方向的判定 在蜗杆传动中，蜗轮、蜗杆齿的旋向应一致，即同为左旋或右旋。蜗轮回转方向的判定取决于蜗杆的旋向和蜗杆的回转方向，可用左（右）手定则

4、来判定。第14页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五判断蜗杆或蜗轮的旋向右手定则：手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。第15页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五判断蜗轮的回转方向左、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，则拇指所致的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。第16页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五第17页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 工作平稳。由于蜗杆齿为连续不断的螺旋齿

5、，故传动平稳，噪音小。5.2 蜗杆传动的特点与其他传动相比，蜗杆传动有以下特点。优点： 传动比大。一般动力传动中，i=1080；在分度机构或手动机构中，i可达300，若主要是传递运动，i可达1000。 可以实现自锁。在蜗杆传动中，蜗杆犹如螺杆，蜗杆传动作用力关系也和螺旋传动一样，故蜗杆导程角小于蜗杆副的当量摩擦角时，蜗杆传动就具有自锁性。第18页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 效率较低。由于蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度很大，摩擦与磨损严重，故蜗杆传动效率低。一般为=0.70.9，自锁时0.5。因此，在连续工作的闭式传动中，应具有良好的润滑和散热条件。缺点： 蜗轮材料较贵

6、。为了减磨和抗胶合，蜗轮材料常选用青铜合金制造，成本较高。 不能实现互换。由于蜗轮是用与其匹配的蜗杆滚刀加工的，因此，仅模数和压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换的。 对制造安装的误差敏感。 蜗杆传动适用于传动比大、传递功率不大且不作长期连续运转的场合。第19页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五5.3 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均以中间平面为准。 通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。第20页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五国家标准规定： 蜗杆以轴面的参数为标准参数，蜗轮以端面的参数为标准参数。通过蜗杆轴

7、线并于蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。第21页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五一.蜗杆传动的主要参数 蜗杆传动的主要参数有模数m、齿形角、蜗杆直径系数q、蜗杆导程角、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗轮螺旋角2.第22页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五1.模数m、齿形角蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mx2相等，且为标准值，即mx1= mx2=m.蜗杆的轴面齿形角 x1和蜗轮的端面齿形角 x2相等，且为标准值，即 x1 = x2 = .蜗杆模数已标准化第一系列11.251.622.53.15456.381012.516202531.540第二系列1.

8、533.54.55.5671214第23页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五2.蜗杆分度圆导程角指蜗杆分度圆圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角。第24页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五z1表示蜗杆头数；px表示轴向齿距；z1px表示螺旋线的导程；d1表示蜗杆分度圆直径；表示蜗杆分度圆导程角；q=d1/m,蜗杆直径系数。 导程角的大小直接影响蜗杆的传动效率。导程角大则效率高，但自锁性差；导程角小则蜗杆传动自锁性强，但效率低。第25页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五3.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q蜗杆分度圆直径d1不仅与模数

9、m有关，而且还与头数z1和导程角有关。 q=d1/m,蜗杆直径系数第26页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五4.蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2一般推荐选用蜗杆头数z1=1、2、4、6.蜗杆头数少，则蜗杆传动的传动比大，容易自锁，传动效率低；蜗杆头数越多，效率越高，但加工也越困难。蜗轮齿数z2可根据蜗杆头数z1和传动比i来确定，一般推荐z2 =2980.第27页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五单、多头蜗杆第28页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五二、 蜗杆传动的几何尺寸计算标准中心距径向间隙蜗轮螺旋角蜗杆导程角齿根圆直径齿顶圆直径齿根高齿

10、顶高分度圆直径蜗轮蜗杆计算公式符号名称第29页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五三、 蜗杆传动的正确啮合条件 1、蜗杆传动的正确啮合条件第30页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 正确啮合条件：在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，即mx1= mt2=m.在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角 x1和蜗轮的端面齿形角 t2相等，且为标准值，即 x1 = t2 = .蜗杆分度圆导程角1等于蜗轮的螺旋角2，大小相等，旋向相同。 第31页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五5.4 蜗杆传动的失效形式、材料选择 蜗杆传动的主要失

11、效形式是胶合和磨损。闭式蜗杆传动以胶合为主要失效形式，开式蜗杆传动主要是齿面磨损。一、蜗杆传动的失效形式第32页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 根据蜗杆传动的失效特点，蜗杆副材料不但应具有足够的强度，而且还应具有良好的减磨性和抗胶合性，通常蜗杆的齿面硬度应高于蜗轮。实践证明，较理想的蜗杆副材料是磨削淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮。二、 蜗杆和蜗轮的材料选择第33页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五三、蜗杆传动的润滑 润滑对蜗杆传动具有特别重要的意义。由于蜗杆传动摩擦产生的发热量较大，所以要求工作时有良好的润滑条件，润滑的主要目的在于减少摩擦与散热，以提高

12、蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。 蜗杆传动的润滑方式主要有油池润滑和喷油润滑。 滑动速度Vs5-10m/s的蜗杆传动用油池浸油。Vs10-15m/s，应采用压力喷油润滑。 第34页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五四.蜗杆传动的散热第35页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五 蜗杆传动由于摩擦大，传动效率较低，所以工作时发热量较大。在闭式传动中，如果不能及时散热，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。因此，对于连续工作的闭式蜗杆传动，需要将箱体内的温升控制在许可范围内。第36页，共38页，2022年，5月20日，0点50分，星期五为提高散热能力，可采取如下措施：在箱体外壁