江苏大学机械原理及设计第十三章 蜗杆传动.ppt

1、2020年6月19日,机械原理及设计（）,第十一章蜗杆传动,第十一章蜗杆传动,11-1蜗杆传动的特点,11-2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,11-4普通圆柱蜗杆传动承载能力计算,11-3蜗杆传动的失效形式和材料选择,11-5普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,11-6蜗杆、蜗轮的结构设计,一工作特点,二蜗杆传动类型,2环面蜗杆传动,11-1蜗杆传动的特点,主要是刀具的加工时的位置、装夹角度、刀具形状、刀具的种类等不同而形成了不同类型的蜗杆传动。,3锥蜗杆传动（略）,a阿基米德蜗杆(ZA)最常用,蜗杆齿廓,横截面：阿基米德螺旋线,纵截面：直齿齿条,蜗轮齿廓,中间截面：渐开线,中

2、间平面，蜗杆传动如同直齿齿条与渐开线齿轮啮合,（1）普通圆柱蜗杆传动,1圆柱蜗杆传动,结论,b法向直廓蜗杆(ZN),蜗杆齿廓,横截面：延伸渐开线,法截面：直廓,N,c渐开线蜗杆(ZI),蜗杆齿廓：横截面：渐开线=8o45o,d锥面包络圆柱蜗杆(ZK),（2）圆弧圆柱蜗杆传动(ZC),中间平面中,蜗杆齿廓：凹圆弧,蜗轮齿廓：凸圆弧,2环面蜗杆传动,中间平面中：,蜗杆、蜗轮为直线齿廓,一主要参数,1模数m和压力角：,ma1=mt2=m(标准值),a1=t2=(标准值20o),11-2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,2蜗杆分度圆直径d1和直径系数q,注意：d1mz1,3蜗杆导程角,引入直径

3、系数q的目的？限制滚刀数目及便于滚刀的标准化。,问题,分析：z1(q),旋向相同：蜗杆左(右)蜗轮左(右),4蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2,z2少产生根切z217传动平稳性不佳z228z2多d2(=mz2)增加蜗杆跨距增加刚度降低z28028z280,分析1,分析2,5传动比i和齿数比u,蜗杆主动,蜗轮主动,注意,6中心距a,7变位系数x,变位目的,配凑中心距配凑传动比提高传动能力或效率,变位特点,蜗杆尺寸不变，只对蜗轮变位,原因,避免滚刀尺寸变化,注意,变位前,变位后,变位后蜗轮的分度圆与节圆仍旧重合d2=d2=m*z2或d2=d2=m*z2，但蜗杆在中间平面上的节线有所改变，不再与分度线重合

4、d1=m*（q+2x2）（及当x20时d1d1）。,(1)若凑中心距：变位前后齿数不变，即,(2)若凑传动比：变位前后中心距不变，即,二几何尺寸计算(见课本p254表11-3）,具体见P242表11-2蜗杆基本参数及蜗轮参数匹配,一失效形式和设计准则,失效形式：齿面点蚀，轮齿折断，齿面胶合，齿面磨损,滑动速度vs,11-3蜗杆传动的失效形式和材料选择,设计准则,热平衡计算（由于闭式蜗杆传动散热较难，温度升高，易导致胶合）,蜗杆轴刚度计算（由于蜗杆受力变形，影响轮齿正确啮合）,由于蜗杆与蜗轮间有较大的相对滑动，滑动速度较大，润滑、散热不良时，温升较高，从而增加了胶合与磨损的可能性，蜗杆传动的承载

5、能力往往受到抗胶合能力的限制。要进行热平衡计算。但充分润滑时：有利于油膜的形成，滑动速度越大，摩擦系数越小，提高了传动效率。,二材料选择,对材料的要求：足够强度，良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性,蜗杆碳钢如：4045合金钢如：40Cr20Cr20CrMnTi,蜗轮较软（多选青铜）进行时效处理,vs3m/s重要场合：铸锡青铜如：ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5vs4m/s较重要场合：铝铁青铜如：ZCuAl10Fe3vs10m/s喷油,三热平衡计算,目的：控制温升，防止胶合,条件：发热量H1=散热量H2,若to80oC时如何？（增加散热能力）,增加散热能力的措施,增加散热面积高速轴上装风扇装冷却管路,问题,一蜗杆：整体式（可车可铣）,二蜗轮,齿圈式：青铜齿圈与铸铁轮芯配合H7/r6而成，加装紧定螺钉用于尺寸不太大，工作温度变化较小的场合螺栓联接式：用于尺寸较大或容易磨损的蜗轮，可用普通螺栓也可用铰制孔