《机械设计基础 第4版》 课件 8蜗杆传动

学习指导

第八章蜗杆传动

掌握蜗杆传动的特点与应用范围；熟练掌握其主要几何参数的选择与计算方法；掌握蜗杆传动的失效形式和材料的选择要求；熟练掌握其受力分析、强度计算的方法；熟练其传动效率、热平衡计算的方法；掌握蜗杆与蜗轮结构设计的要求。一、蜗杆传动的特点和应用第一节蜗杆传动的特点和类型

1.单级传动比大、结构紧凑；2.传动平稳、噪声小；3.可以实现自锁；4.传动效率低；5.为提高耐磨性，蜗轮齿圈通常采用材料成本高的青铜制造。二、蜗杆传动的类型中间平面上的参数作为设计基准一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数1.蜗杆传动的正确啮合条件及模数m

和压力角

第二节蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2.蜗杆分度圆直径和导程角

为了限制蜗轮滚刀的数目并便于滚刀的标准化，因此对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径。一、失效形式蜗杆传动的失效形式主要是齿面点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。

闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度条件进行设计，还应做热平衡计算；第三节失效形式、设计准则和材料选择

开式蜗杆传动，应以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要设计准则。二、设计准则三、蜗杆和蜗轮的材料选择蜗杆和蜗轮的材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要求具有良好的减摩性、耐磨性与磨合性能。蜗杆一般用碳素钢或合金钢制成；高速、重载达时：铸造锡青铜；1.蜗杆材料2.蜗轮材料高速重载：20Cr、20CrMnTi、45、40Cr；一般蜗杆：45、40等碳钢调质处理。小于时：铸造锡锌铝青铜；小于时：球墨铸铁、灰铸铁。一、蜗杆传动的运动分析和受力分析1.运动分析第四节普通圆柱蜗杆的强度计算一般蜗杆为主动，蜗轮的转向可用螺旋定则判断。2.受力分析力的方向：二、蜗轮传动的齿面接触强度计算蜗轮齿面接触强度的校核公式：蜗轮齿面接触强度的设计公式：—蜗轮材料的许用接触应力。一、蜗杆传动的效率计算式中：—啮合效率—搅油效率第五节蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算—轴承效率蜗杆传动的总效率二、蜗杆传动的润滑三、蜗杆传动的热平衡计算摩擦损耗的功率为：经箱体表面散发热量的相当功率为：达到热平衡时：为了提高蜗杆传动的效率、降低工作温度，避免胶合和减少磨损，必须进行良好的润滑。蜗杆传动所用润滑油的粘度及润滑方法见表8-6。若t>80℃或有效的散热面积不足时,则必须采取措施,以提高其散热能力。常用措施:1)合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,以增大散热面积。2)在蜗杆轴上装置风扇,进行人工通风,以提高散热系数。则蜗杆传动的热平衡条件是：≤3)在箱体油池内装设蛇行冷却水管4)采用压力喷油循环润滑一、蜗杆的结构第六节蜗杆和蜗轮的结构蜗杆通常和轴制成一体。1.整体式二、蜗轮的结构2.组合式4.镶铸式3.铰制孔螺栓联接式典型习题例1：如图示一手摇起重绞车采用蜗杆传动。已知模数，蜗杆头数，蜗杆分度圆直径，蜗轮齿数，卷筒直径,蜗杆与蜗轮间的当量摩擦因数，轴承和卷筒中的摩擦损失等于6％。试回答：

欲使重物W上升1m，手柄应旋转多少圈（在图上标出手柄的转动方向）？(2)

该机构能否自锁？(3)若重物，手摇手柄时施加的力，手柄(4)按起重量，确定在节点处啮合时各对分力的大小和方向。(5)假设蜗杆传动为非自锁，当重物均速下降时，节点处各分力

的大小与方向如何？转臂的长度应是多少？【解】(1)计算手柄旋转圈数设重物上升1m，手柄应转

圈，则(2)校核自锁性

因，所以该机构能自锁。

(3)

求手柄长度传动总效率为因，且，故(4)

求节点处各对分力的大小

因，故

各分力的方向如图所示。(5)假设蜗杆传动为非自锁，当重物均速下降时，蜗轮是主动轮，此时节点处各分力的方向与重物上升时相同。如图所示，为锥齿轮、斜齿轮和蜗杆传动组成的三级减速器，轴Ⅰ由电动机驱动，转向如图所示。为使轴Ⅱ和轴Ⅲ上所受轴向力相互抵消一