机械设计基础课件-3-4蜗杆传动.ppt

1、3-4蜗杆传动,蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成。它用于传递空间两垂直交错轴之间的运动和动力,蜗杆传动,圆弧面蜗杆传动 锥面蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆（ZA型） 渐开线蜗杆（ZI型） 法面直廓蜗杆（ZN型）,圆弧齿圆柱蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,一、蜗杆传动类型,1.普通圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆传动 阿基米德蜗杆在垂直于其轴线的剖面内，蜗杆齿形为阿基米德螺旋线；在通过其轴线的剖面内，蜗杆齿形为直线；在其法向剖面内，齿形为凸廓曲线。,法向直廓蜗杆,渐开线蜗杆,2.圆弧齿圆柱蜗杆传动,在主平面内蜗杆为凹圆弧齿形，蜗轮为凸圆弧齿形。通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为主平面(又称中间平面)

2、。由于是圆弧接触，齿面接触应力较小，同时齿面间容易形成油膜，所以与同尺寸的阿基米德蜗杆传动相比，其承载能力约为阿基米德蜗杆传动的1.52.5倍，传动效率提高1015%，在相同条件下使用寿命可增加一至两倍，适宜高速、重载传动，应用较广。圆弧齿蜗杆的制造工艺较复杂,3、圆弧面蜗杆传动,圆弧面蜗杆传动，蜗杆的螺旋在圆弧回转体上，在主平面内，蜗杆和蜗轮的轮齿都为直线齿廓。这类传动由于同时相啮合的齿对增多，而且啮合情况好，所以承载能力高，但制造复杂。,二、蜗杆传动的特点,1.传动比大 在一般传动中，i880，在分度机构中，传动比可达i6001000； 2.传动平稳 由于蜗杆的齿是连续的螺旋形齿，所以传动

3、平稳，噪音也小； 3.具有自锁性 即只能蜗杆带动蜗轮，不能蜗轮带动蜗杆。但要注意，当蜗杆螺旋升角大时其自锁性不好； 4.传动效率低 蜗杆传动中，蜗轮齿沿蜗杆齿的螺旋线方向滑动速度大，摩擦剧烈，效率低，通常=0.70.9之间，在具有自锁性能的蜗杆传动中，0.5，所以不宜传递较大功率，一般在30OKW以下； 5.成本较高 为减少蜗杆传动时的摩擦，蜗轮常用较贵的青铜制造，有时还须采用散热措施，故成本较高。,蜗杆与普通螺纹一样，有单头和多头之分。,三、蜗杆传动的传动比,蜗杆与普通螺纹一样，有单头和多头之分。 单头蜗杆每转一圈，蜗轮转过一个齿； 双头或三头蜗杆转一圈时，蜗轮分别转过两个或三个齿。 设蜗杆

4、头数为Z1，蜗轮齿数Z2， 当蜗杆转动一圈时，蜗轮转过 圈。 当蜗杆转速为n1时，蜗轮的转速应为 所以蜗杆的传动比为 通常取Z114。取的愈小，可以得到很大的传动比，而且结构紧凑；但愈小，蜗杆的螺旋升角也小，蜗杆传动的效率就愈低，所以要根据具体条件适当选择蜗杆头数Z1,四、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算,蜗杆与蜗轮啮合时,蜗杆的轴向齿距Pa应与蜗轮分度圆齿距Pt相等,因而，蜗杆的轴向模数应与蜗轮的端面模数相等mamt,蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角t均为标准压力角，即：t20,蜗杆模数就是蜗杆轴向模数,1、模数和压力角,2.蜗杆头数和蜗轮齿数,根据传动比的大小，由表选取 蜗杆头数Z1，

5、再由Z2iZ1求得蜗轮齿数Z2。为了避免蜗轮齿发生根切，不应小于2628，但也不宜大于6080，否则结构尺寸会过大,根据传动比推荐采用的蜗杆头数,3.蜗杆特性系数和螺旋升角,蜗杆分度圆直径d1与模数m 之比，称为蜗杆特性系数q，,当模数一定时，蜗杆的分度圆直径将随q 值变化。,因蜗轮的轮齿通常是用滚刀切制的，滚刀的尺寸必须与蜗杆的尺寸基本相同(为保持蜗杆传动的径向间隙，滚刀外径稍大于蜗杆的顶圆直径),蜗杆加工,蜗轮加工,为了减少滚刀的数目，对每一标准模数都规定了几个q值，即对每个标准模数规定了几个蜗杆直径和相应的滚刀。这样，既能满足生产上的需要，又符合经济原则。,设为蜗杆分度圆上的螺旋升角，P

6、a1为轴向齿距，,可求出来也可查表 蜗杆分度圆上的螺旋升角,Z1,q,4.蜗杆传动的几何计算(公式见表315),五、蜗杆传动的正确啮合条件和旋向判定,为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数ma1和轴向压力角a1 ，应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角t2 。同时蜗杆分度圆上的螺旋升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角,ma1=mt2=m a1= t2= = ,蜗杆和蜗轮的转动方向，可根据蜗杆传动具有螺旋传动的特点来判定,从蜗杆或蜗轮的轴向看去，若螺旋线是从左下斜向右上方，则为右旋,再根据蜗杆的转向来确定蜗轮的转向。螺旋线为右旋时，用右手定则来判定：右手四指指向的转向，则与拇指所指的相反方向为蜗轮

7、的转向，如图中的所示,右旋蜗杆,螺旋线为左旋时，则用左手按同样的方法判定蜗杆的转向,左旋蜗杆,六、蜗杆传动的失效形式及维护,蜗杆传动轮齿的失效形式有轮齿折断、疲劳点蚀、胶合和磨损等,由于蜗杆传动在齿面间有较大的相对滑动速度，因而摩擦与发热远比齿轮传动严重，更易发生齿面磨损和胶合,通常蜗轮轮齿的材料较软，强度较弱，损坏多出现在蜗轮上,闭式传动中，蜗轮的失效形式主要是齿面点蚀和胶合； 在开式传动中，其失效形式主要是磨损。 只有当过载时，才发生轮齿折断的现象,1.失效形式,2.蜗杆传动的维护,蜗杆传动的维护与齿轮传动的维护相同，但由于蜗杆传动本身的特点以及常用作自锁，所以还应注意以下两点: (1)对于单向工作的蜗杆传动，蜗轮齿面上的接触斑点应位于其中部，且稍偏蜗杆旋出的方向，以确保旋入处有一定的间隙，同时轮齿接触斑点应具有一定的高度和宽