蜗杆传动类型讲课教案

蜗杆传动类型二、蜗杆传动的特点

1.传递交错轴之间的运动和动力（常用900交错）；2.结构紧凑、传动比大（8～100；常用15～50）；3.传动平稳、传动效率低、常需耗用有色金属。4.中小功率（50KW以下）、间歇运动。2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q

蜗杆加工

蜗轮加工

直径系数

3、蜗杆头数Z1：1、2、4、6§10—2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算

一、主要参数及其选择

主平面

1、模数m和压力角

在中间平面，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮和齿条的啮合，设计时以中间平面的参数为基准。d1和q均为标准值,为便于测量，d1一般为整数。分析：Z1不变：q↑→γ↓d1↑→蜗杆刚度↑→η↓q↓→γ↑d1↓→蜗杆刚度↓→η↑

直径系数 q要适当选取。m不变m不变Z1↓→传动比↑γ↓→易制造→效率↓q不变4、导程角

5、传动比i和齿数比u

6、蜗轮齿数Z2

7、标准中心距a

如图

Z1=1Z2=17～18Z1≥2Z2min≥27Z2max≤80个别可达100（分度传动不受此限制）通常Z2=32～68表11-2基本尺寸及参数二、蜗杆传动变位的特点

变位的目的：配凑中心距、提高承载能力及传动效率1）中心距改变，Z2不变，，传动比i12不变

2）中心距不变，Z2改变

三、蜗杆传动的几何尺寸计算

蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿宽B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等表11-3§11—3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算

一、失效形式，设计准则及常用材料

齿面胶合过度磨损闭式传动：

按齿面接触疲劳强度设计校核齿根弯曲疲劳强度计算热平衡蜗杆刚度

蜗轮

常用材料

蜗杆：40、45、40Cr

蜗轮：

铸造锡青铜，

铸造铝铁青铜

要求：1）足够的强度2）良好的减摩、耐磨性3）良好的抗胶合性二、蜗杆传动的受力分析力的大小

圆周力

轴向力

径向力

Ft——主反从同

力的方向和蜗轮转向的判别

Fr——指向各自的轴线

Fa1——蜗杆左右手螺旋定则

轴向力

径向力圆周力

蜗轮转向的判别：Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向判定蜗轮转向例1

判定蜗轮转向例2例：2级蜗杆-斜齿轮传动已知蜗杆转向和蜗轮旋向，求各轮所受的力、及旋向？（要求中间轴上的力最小）三、蜗杆传动的强度计算1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算

按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算

校核公式

ZE——材料的弹性系数

ZP——接触系数

（1）当蜗轮材料,许用应力查表10-6

（2）若蜗轮材料,许用应力与循环次数有关—基本许用接触应力，表10-7

—接触强度寿命系数

设计公式

定m,q（表10-2）

2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算

主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合

YFa2——蜗轮齿形系数

当量齿数，图10-15

——蜗轮基本许用应力，表10-8设计公式

（表10-2）定m、d1

四、蜗杆的刚度计算

计算模型：

简支梁

集中载荷：

蜗杆最大挠度：

五、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择

高→低

精度等级1，2，…，6，7，8，9，10，11，12

远景常用§10—5蜗杆传动效率、润滑及热平衡计算

一、蜗杆传动的滑动速度

V1——蜗杆节点圆周速度

V2——蜗轮节点圆周速度

蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs

较大的VS引起：1、易发生齿面磨损和胶合

2、如润滑条件良好,有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率

二、蜗杆传动的效率

——由啮合摩擦损耗所决定的效率

——轴承的效率

——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率

——当量摩擦角查表10-9

蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率Z11，2，4，6效率0.7，0.8，0.9，0.95提高效率的途径蜗杆制造困难一般采用减摩性好的材料，如青铜蜗杆放在高速级表11-18表11-19三、蜗杆传动的润滑

目的：1）提高效率；2）降低温升，防止磨损和胶合1、润滑油——表11-20

2、润滑油粘度及给油方法——表11-21

3、润滑油量

浸油深度

四、蜗杆传动热平衡计算

润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。

效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降原因——设蜗杆传动功率为P（KW）,效率为

蜗杆传动单位时间的发热量为

自然冷却方式，单位时间散热量为

αd——箱体表面散热系数

S——箱体散热面积

t——油的工作温度(60-700C)

t0——环境温度200C达到热平衡时

可得到热平衡时的温度

如t>80°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

§11—6普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构设计

1、蜗杆——一般与轴成一体

2、蜗轮

轮齿部分——青铜

轮毂部分——钢

齿圈式

螺栓联接式

整体浇铸式

拼铸式

求蜗杆的转向和轮的旋向（蜗杆主动）例n2n1试求图示传动中：2）为使轴II上受的轴向力最小，蜗杆和蜗轮的旋向如何；他们的转向如何3）画出蜗轮所受三个分力的方向。1）齿轮z2的螺旋线方向；图示传动装置，蜗杆轴I由电动机驱动，锥齿轮轴III接工作机，并已知III轴上锥齿轮的旋转方向n4。1）画出II轴锥齿轮所受的三个分力（Fr3、Ft3、Fa3）2）为使II轴上蜗轮与锥齿轮所受的轴向力方向相反，蜗轮旋向如何。3）蜗杆旋向及其转向如何。n4图示蜗杆-斜齿轮减速器，蜗杆1主动，螺旋线方向如图示，要求齿轮4所受轴向力Fa4的方向指向轴的输出端，并使中间轴II所受的轴向力能抵消一部分，试确定齿轮3、4轮齿的螺旋线方向及蜗杆转向。一、特点1)传动比范围大1：1004）采用凸凹弧齿廓相啮合及承载能力较普通蜗杆高2）齿廓凸凹啮合，有利于润滑油膜的形成§11—4

圆弧圆柱蜗杆传动设计计算

3）啮合效率高95%5）传动中心距难以调整，对中心距误差的敏感性强二、传动的主要参数及其选择2)变位系数3)齿廓圆弧半径ρ1)齿形角α0三、圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸

表11-9四、圆弧圆柱蜗杆传动强度计算