蜗杆传动机构的设计基础课件

蜗杆传动机构的设计基础蜗杆传动的类型和特点

11.1蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算11.2蜗杆传动的失效形式、计算准则11.3蜗杆传动的材料和结构11.4蜗杆传动的类型和特点

蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成（如图12-1所示），用于传递空间两交错轴间的运动和动力。两轴交角一般为90°一般为蜗杆主动，蜗轮从动；

阿基米德圆柱蜗杆渐开线圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆法向直廓圆柱蜗杆圆弧圆柱蜗杆环面蜗杆传动锥蜗杆传动与其他传动相比，蜗杆传动有以下特点。①传动比大。一般动力传动中，i=10～80；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。②工作平稳。由于蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，故传动平稳，噪音小。③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。④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=0.7～0.9，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。⑤蜗轮材料较贵。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。⑥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。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。由于普通圆柱蜗杆容易制造且在各种机械中得到广泛应用，故本章仅讨论普通圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆传动的啮合

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。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。蜗杆和蜗轮的材料选择

蜗杆常用材料为碳钢或合金钢。高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金结构钢（如20Cr、20CrMn、20CrNi和20CrMnTi等）经渗碳淬火，表面硬度可达HRC50～63；中速中载传动，蜗杆常用优质碳素钢或合金结构钢（如45、40Cr、35CrMo和42SiMn等）经表面淬火，表面硬度达到HRC45～55；低速、不重要的传动，可采用45号钢调质处理，硬度达到HBS255～270。

常用蜗轮材料有铸造锡青铜、铸造铝铁青铜及灰铸铁等。锡青铜的抗胶合和耐磨性能最好，但价格较贵，用于vs≥5m/s的重要传动；铝铁青铜具有足够的强度，并耐冲击，价格便宜，但胶合及耐磨性能不如锡青铜，一般用于vs≤5m/s的传动中；灰铸铁用于vs≤2m/s的不重要场合。蜗杆轴结

构

形

式特

点（a）整体式当直径小于100mm时，可以用青铜铸成整体；当滑动速度v1≤2m/s时，可用铸铁铸成整体（b）轮箍式青铜轮缘与铸铁轮心通常采用配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉数为6～12（c）螺栓联接式以光制螺栓联接，螺栓孔要同时铰制其配合为

。螺栓数按剪切计算确定，并以轮缘受挤压，校核轮缘材料许用挤压应力jp=0.3s。s——轮缘材料屈服强度（d）镶铸式青铜轮缘镶铸在铸铁轮心上，并在轮心上预制出榫槽，以防滑动（适用大批量生产）

蜗轮的典型结构蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算

11.6普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护11.7常用各类齿轮传动的选择11.8蜗杆传动的强度计算11.5蜗杆传动的受力分析

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