中职《机械基础》（二版）模块七（下） 机械传动（栾学钢等）云天课件

《机械基础》（第二版）P.194全国中职机械类统编教材（高教版）－－栾学钢等主编模块七传动与维护(下)蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成。

主要用于传递空间交错的两轴之间的运动和动力，通常轴间交角为90°。蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。7.4

蜗杆传动

一、蜗杆传动的结构与特点P.194

蜗杆蜗轮传动的组成

1．蜗杆传动的类型

P.1947.4

蜗杆传动

一、蜗杆传动的结构与特点

常见是类型是圆柱蜗杆传动，又以阿基米德蜗杆（端面直廓）多用。

1．蜗杆传动的类型

7.4

蜗杆传动

一、蜗杆传动的结构与特点

单线蜗杆与多线蜗杆P.194蜗杆旋向

蜗杆与蜗轮的旋向相同，有左旋与右旋之分；

螺杆旋向判别与螺纹旋向判别方法相同。右旋蜗杆多用。

2．蜗杆传动特点

（2）传动平稳，噪音小

蜗杆齿连续不断地与蜗轮啮合。

（5）制造成本高蜗轮齿圈一般为非铁金属（锡青铜）。

（1）结构紧凑，传动比大

一般：i=28～80

（3）反向自锁，安全保护

蜗杆传动是蜗杆主动，在蜗杆螺旋升角较小时（大传动比），反向自锁。

（4）传动效率低，发热严重

蜗杆传动效率一般为0.7～0.9，自锁时小于0.57.4

蜗杆传动

一、蜗杆传动的结构与特点P.195电梯手动起重装置

中间平面

将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。

蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算P.196阿基米德蜗杆7.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数在此平面内，蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。因此这个平面内的参数均是标准值，计算公式与圆柱齿轮相同。P.1967.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数P.196

（1）

模数m与压力角α在中间平面内，蜗杆的轴面与蜗轮的端面进行啮合。蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2应相等,均应取标准值，以m表示。蜗杆的轴面压力角αx1和蜗轮的端面压力角αt2应相等,以α表示。且为标准值α＝20°。7.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数αx1＝αt2＝α＝20°mx1＝mt2＝mP.196

（2）蜗杆分度圆直径d17.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数

蜗轮一般用蜗轮滚刀在滚齿机上加工，这就要求蜗轮滚刀的分度圆直径必须与蜗杆的分度圆直径相同；

为减少蜗轮滚刀的规格数目，就必须要限制蜗杆分度圆直径的数目；

国家标准已将蜗杆的分度圆直径标准化，并与模数相匹配。

蜗杆的分度圆直径与模数匹配表。滚齿机

（2）

蜗杆分度圆直径P.196

蜗杆头数z1蜗杆头数是蜗杆螺旋线的头数（1－4）（即蜗杆齿数）；多头，传动效率好，主用于动力传动；单头，传动比大，效率低，自锁性好。

蜗轮齿数z2蜗轮齿数相当于斜齿轮的齿数。7.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数

（3）导程角γ

将蜗杆分度圆展开，得到分度圆直径d1、蜗杆头数z1、导程角γ三者之间的关系：P.197(4）蜗杆的直径系数q7.4

蜗杆传动

二、蜗杆传动的基本参数

令：蜗杆的直径系数,且为标准值。则：

蜗杆分度圆直径

由上式：

蜗杆分度圆直径

P.197蜗杆材料：

低、中速：用45钢调质处理。

高速：用45Cr调质并表面淬火。

蜗轮材料：指齿圈部分材料，轮毂部分用钢或铸铁。从耐磨性上考虑，齿圈部分材料一般用锡青铜等材料，低速或手动、大型蜗轮齿圈也可用铸铁材料。

7.4

蜗杆传动

三、蜗杆蜗轮的材料P.198蜗杆轴结构：蜗杆部分与轴端部分一般做成一个整体。

蜗轮结构：

整体式

用于铸铁蜗轮或直径小于100mm的青铜蜗轮。

组合式

对于直径较大的青铜蜗轮，为节省有色金属材料，采用组合式。7.4

蜗杆传动

四、蜗杆蜗轮的结构整体式组合式蜗杆轴1.蜗杆传动的传动比P.1987.4

蜗杆传动

五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算式中：

蜗杆齿数z1＝1～4；多头，传动效率好，主用于动力传动；单头，传动比大，效率低，自锁性好。

蜗轮齿数z2

传动比i=28～80蜗杆减速器2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算P.1997.4

蜗杆传动

五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算P.1997.4

蜗杆传动

五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算3.

蜗轮转向的判别

P.1997.4

蜗杆传动

五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算

蜗杆传动中，蜗杆是主动件，其转向是已知的，而蜗轮的转向需要进行判别。

问题：蜗杆图示方向旋转时，蜗轮转向？蜗轮转向判别方法：1）先判别蜗杆旋向（蜗轮旋向与蜗杆一致）

2）用左、右手法则判断蜗轮转向。4.

正解啮合条件

P.1997.4

蜗杆传动

五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算

一对蜗杆和蜗轮要能正确啮合，除了两轮中间平面内的模数和压力角要相同，其蜗轮的螺旋角β与蜗杆的导程角γ也要满足一定关系，其正确啮合条件是：αx1＝αt2＝α=20°mx1＝mt2＝mγ1＝β2由于蜗杆传动中的蜗杆表面硬度比蜗轮高，所以蜗杆的接触强度、弯曲强度都比蜗轮高；而蜗轮齿的根部是圆环面，弯曲强度也高、很少折断。蜗杆传动的主要失效形式有胶合、疲劳点蚀和磨损。

蜗杆轴细长，弯曲变形大，会使啮合区接触不良。需要考虑其刚度问题。1.蜗杆传动的失效形式P.2002.蜗杆传动的润滑

蜗杆传动的润滑要求与闭式齿轮的润滑要求基本一致，即采用油池润滑或喷油润滑。7.4

蜗杆传动

六、蜗杆传动的失效形式与维护由于蜗杆传动摩擦严重、发热量大，因此蜗杆传动装置应考虑良好的散热，否则会进一步降低传动效率。

蜗杆传动的散热方法如下。一般还在箱体外做散热筋（片）散热。3.蜗杆传动的散热P.2007.4

蜗杆传动

六、蜗杆传动的失效形式与维护7.5

齿轮系与减速器

P.201轿车变速箱

轮系传动：由一系列传动轮（主要是齿轮）组成的传动系统。

轮系的作用：能实现由一个动力源，通过减速并增大扭矩、变速、差速、变向等传动方式，进行远距离的动力或运动的传递。

减速器：在机械设备中，位于原动机和工作机之间的独立封闭传动装置。

驱动桥内部结构

单级传动多级传动－－轮系：解决大传动比、远距离传动、变速变向等问题。7.5

齿轮系与减速器

一、齿轮系的组成与类型P.201单级传动多级传动

1．定轴轮系轮系运动时，所有齿轮轴线都固定的轮系，称为定轴轮系

2．行星轮系若有一个及其以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行星轮系。轴线可动的齿轮称为行星轮7.5

齿轮系与减速器

一、齿轮系的组成与类型P.201定轴轮系

行星（周转）轮系组成：行星轮、行星架H、中心轮（太阳轮）。行星轮系

4．传递相距较远的两轴间的运动和动力

1．可获得大的传动比2．可实现变速传动

3．变向传动5．运动合成与分解（行星轮系）

P.2027.5

齿轮系与减速器

二、齿轮系的传动特点

轮系的传动比P.203平行轴定轴轮系

非平行轴定轴轮系

轮系的转向:

平行定轴轮系:同转向“+”,反转向用“－”号表示;

非平行定轴轮系则只能用画箭头的方式表达转向.7.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算

注意：轮系中的惰轮（中间轮）只会改变从动转动方向，不会改变从动轮转速。

1.平行轴定轴轮系

传动路线分析:轮系传动比计算（示例）

轮系传动比公式:轮系输出轴转速公式:7.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算P.203

2．非平行轴定轴轮系P.203

轮系输出轴转速:

轮系输出轴转向:非平行定轴轮系则只能用画箭头的方式表达转向。如圆锥齿轮转向和蜗杆传动转向等。7.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算

1.平行轴定轴轮系末轴是螺旋传动的移动速度：

末轴是齿条传动的移动速度：拓展P.2047.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算例7－6：如图所示为某越野汽车变速箱的齿轮系，可实现四种不同的变速与。图中输入轴与输出轴同在同一轴线上，但两轴独立转动，只有当输入轴上的齿轮2输出轴上的齿轮3的内齿轮相啮合时，输入轴才与输出轴连成一体。各齿轮齿数分别为Z1＝15，Z2＝17，Z3＝20，Z4＝27，Z5＝30，Z6＝27，Z7＝22，Z8＝15，Z9＝12；当输入轴的转速为2000r/min时，分别求出输出轴四个档的转速。解：例：已知如下图所示的平行定轴轮系，求输出轴n5的转向及转速。P.206平行定轴轮系7.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算解：例：

在下图所示的非平行定轴轮系中，求轮4的转速及转向。P.206非平行定轴轮系轮4的转向，如图所示。7.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算P.2067.5

齿轮系与减速器

三、定轴轮系传动比计算例3：某传动装置如下图所示。除Z2以外，装置的其它参数均已在图中标出。

求：（1）齿数Z2；（2）工作台有几种移动速度？（3）工作台移动的最高速度；（4）在图示状态下，工作台的移动方向。解：P.2067.5

齿轮系与减速器

四、齿轮减速器的结构及标准

按照传动和结构特点，减速器可分为齿轮减速器（圆柱齿轮减速器、圆锥－圆柱齿轮减速器等）、蜗杆减速器（圆柱蜗杆减速器、蜗杆－齿轮减速器等）行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、谐波齿轮减速器五种类型。

上述减速器已有标准系列产品供应，配套方便，一般根据机器的总体传动方案和工作条件，按照所需的传统功率、转速、效率、传动比等参数，并考虑结构尺寸和安装布置要求，从产品样本中选取。圆柱齿轮减速器P.2087.5

齿轮系与减速器

拓展、传动类型的选择在机器传递的功率、传动比和工作条件已知的情况下，如何选择机械传动的类型呢？不同的机械传动各有其优势和劣势，要根据实际工作情况进行具体分析和比较。抓住主要矛盾，合理选择传动的类型。

选择机械传动类型时，主要考虑以下三个方面的指标：拓展传动类型的选择1.功率与效率

各类传动所能够传递的功率取决于其传动原理、承载能力、载荷分布、制造精度、机械效率和发热情况等因素。一般来说，啮合传动的传递的功率高于摩擦传动，但是蜗杆传动工作时的发热量较大，不宜用于大功率场合。带传动和链传动，为了提高传递功率的能力，必须增加传动带的横截面积或链条根数（排数），这又受到载荷分布不均的限制。P.2087.5

齿轮系与减速器

拓展、传动类型的选择拓展传动类型的选择2.速度

提高传动速度是机器发展的重要方向。表示传动速度的参数是最大圆周速度和最大转速。这些参数受到载荷、热平衡条件、离心力及振动稳定性等方面的限制。最大圆周速度。3.外廓尺寸、质量和成本

外廓尺寸、质量和成本，在同样功率和传动比的条件下，各类传动外廓尺寸的差异是很可观的。下表列出了四类传动在相同条件下的尺寸，质量与成本对比，可以作为选择传统类型时的参考。P.209模块七传动与维护

小结

带传动依靠带与带轮之间的摩擦或啮合来传递运动