教学材料《汽车机械基础》-11

１１.１蜗杆传动的类型和特点２)传动平稳。蜗杆齿是连续的螺旋齿。与蜗轮的啮合是连续的。故传动平稳。噪声小。３)可以自锁。当蜗杆的导程角小于齿面间的当量摩擦角。蜗轮为主动件时。机构将自锁。４)效率低。蜗杆传动时齿面间有较大的滑动速度。摩擦及磨损大。效率一般为０.７~０.９。自锁的蜗杆传动效率小于０.５。５)制造成本较高。为了提高减摩性和耐磨性。蜗轮齿圈常用青铜制造。返回上一页１１.２蜗杆传动的主要参数和几何尺寸１１.２.１蜗杆传动的主要参数图１１-３所示的圆柱蜗杆传动。通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面(主平面)。在中间平面内。蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与齿轮的啮合。因此。蜗杆传动的标准参数和基本尺寸在中间平面内确定。并沿用齿轮传动的计算关系。１.模数ｍ和压力角α蜗杆与蜗轮啮合时。在中间平面内。蜗杆的轴向模数ｍａ１和轴向压力角αａ１应分别等于蜗轮的端面模数ｍｔ２和端面压力角αｔ２。且等于标准值。模数标准值见表１１-１。压力角等于２０°。蜗杆传动的正确啮合条件为下一页返回１１.２蜗杆传动的主要参数和几何尺寸２.蜗杆分度圆直径ｄ１和导程角γ图１１-４为蜗杆分度圆柱展开图。由图可得由式(１１-２)可知。同一模数的蜗杆。如果ｚ１

/ｔａｎγ值不同。则分度圆直径就不同。而蜗杆的尺寸形状又必须与蜗轮滚刀相同。为了减少刀具的规格数量。规定蜗杆分度圆直径为标准值。见表１１-１。蜗杆分度圆直径ｄ１与模数ｍ之比。称为蜗杆直径系数。用ｑ表示。即下一页返回上一页１１.２蜗杆传动的主要参数和几何尺寸３.蜗杆头数ｚ１和蜗轮齿数ｚ２蜗杆头数ｚ１(螺旋线数)常取为１、２、４、６。要求传动比大或自锁时ｚ１＝１。但其传动效率较低。在动力传动中。为提高传动效率。常采用多头蜗杆。但制造困难。蜗轮齿数ｚ２＝ｉｚ１。为了避免蜗轮发生根切以及影响蜗杆刚度。常取ｚ２＝２８~８０。ｚ１、ｚ２的推荐值见表１１-２。蜗杆传动的传动比为下一页返回上一页１１.２蜗杆传动的主要参数和几何尺寸４.中心距蜗杆传动的标准中心距为１１.２.２蜗杆传动的几何尺寸圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算见图１１-３及表１１-３。返回上一页１１.３蜗杆传动的结构及材料选择１１.３.１蜗杆的结构蜗杆通常与轴做成一体。如图１１-５所示。称为蜗杆轴。图１１-５(ａ)为铣制蜗杆。图１１-５(ｂ)为车制蜗杆。１１.３.２蜗轮的结构蜗轮的结构形式分为整体式和组合式。铸铁蜗轮或直径小于１００ｍｍ的青铜蜗轮做成整体式[图１１-６(ａ)]。直径大的蜗轮。为了节约贵重金属。常采用组合式结构。齿圈用青铜。而轮芯用铸铁或铸钢制造。齿圈与轮芯的连接方式有三种:１)齿圈压配式[图１１-６(ｂ)]。齿圈与轮芯采用过盈配合。配合面处制有定位凸肩。为使连接更为可靠。返回下一页１１.３蜗杆传动的结构及材料选择结合面上加装４~８个螺钉。拧紧后切去螺钉头部。为避免将孔钻偏。应将螺孔中心线向较硬的轮芯偏移２~３ｍｍ。此结构用于尺寸不大或工作温度变化较小的场合。２)螺栓连接式[图１１-６(ｃ)]。蜗轮齿圈与轮芯用铰制孔螺栓连接。由于装拆方便。常用于尺寸较大或磨损后需要更换齿圈的场合。３)组合浇注式[图１１-６(ｄ)]。在铸铁轮芯上预制出榫槽。浇注上青铜轮缘后切齿。该结构适用于大批生产。１１.３.３失效形式蜗杆传动的失效形式和齿轮传动类似。主要有齿面疲劳点蚀、胶合、磨损及轮齿折断等。由于蜗杆传动齿面间的相对滑动速度较大。摩擦产生的热量多。故闭式蜗杆传动的主要失效形式是点蚀和胶合。开式传动的主要失效形式是齿面磨损和疲劳折断。下一页返回上一页１１.３蜗杆传动的结构及材料选择又由于蜗杆齿为连续的螺旋齿。且蜗杆材料比蜗轮材料强度高。因而失效总是发生在蜗轮轮齿上。所以只需对蜗轮轮齿进行强度计算。１１.３.４蜗杆蜗轮常用材料由蜗杆传动的失效形式可知。蜗杆和蜗轮的材料不仅要有一定的强度。而且还要有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合的能力。蜗杆多采用碳钢或合金钢制造。一般蜗杆用４０、４５等碳素钢。高速重载时用２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｎＴｉ等。蜗杆常经热处理提高齿面硬度。增加耐磨性。下一页返回上一页１１.３蜗杆传动的结构及材料选择１１.３.４蜗杆蜗轮常用材料由蜗杆传动的失效形式可知。蜗杆和蜗轮的材料不仅要有一定的强度。而且还要有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合的能力。蜗杆多采用碳钢或合金钢制造。一般蜗杆用４０、４５等碳素钢。高速重载时用２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｎＴｉ等。蜗杆常经热处理提高齿面硬度。增加耐磨性。蜗轮常用青铜和铸铁制造。锡青铜如ＺＣｕＳｎ１０Ｐｂ１和ＺＣｕＳｎ６Ｐｂ６Ｚｎ３。耐磨性好。抗胶合能力强。但价格高。用于高速(ｖｓ≤２５ｍ/ｓ)重要场合。铝铁青铜ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３。强度好。耐冲击且价格便宜。但抗胶合及耐磨性差。常用于ｖｓ≤１０ｍ/ｓ的场合。低速(ｖｓ

<２ｍ/ｓ)、轻载、不重要的场合可用铸铁。蜗轮的常用材料见表１１-４。下一页返回上一页１１.３蜗杆传动的结构及材料选择１１.３.５蜗杆传动的精度等级国家标准对蜗杆传动规定了１２个精度等级。１级为最高。依次降低。１２级为最低。对于传递动力用的蜗杆传动。一般采用６~９级精度制造。设计时可根据蜗轮的圆周速度及使用条件查表１１-５确定。１１.３.６蜗杆传动的润滑由于蜗杆传动齿面间的滑动速度大。为提高传动效率。避免轮齿的胶合和磨损。蜗杆传动的润滑显得十分重要。蜗杆传动一般用油润滑。润滑方式有浸油润滑和喷油润滑两种。可根据载荷类型、相对滑动速度查表１１-６选定。采用浸油润滑时。对于下置的蜗杆传动。浸油深度约为一个齿高。对于上置的蜗杆传动。浸油深度约为蜗轮外径的１/３。返回上一页图１１-１蜗杆传动返回图１１-２蜗杆传动的类型返回图１１-３阿基米德蜗杆传动返回表１１-１蜗杆传动的主要参数(ＧＢ/Ｔ１００８５—１９８８)返回图１１-４蜗杆导程角返回表１１