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6-蜗杆传动设计.ppt

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第6章 蜗杆传动,,,,,机械设计基础 ——蜗杆传动,6-1 概述 6-2 基本参数和几何尺寸 6-3 运动学及效率 6-4 蜗杆、蜗轮的材料及结构 6-5 蜗杆传动的强度计算 6-6 热平衡计算,基本要求: 掌握蜗杆传动的几何参数的计算、选择方法 掌握进行蜗杆传动的力分析、强度计算 了解蜗杆传动的热平衡原理和计算方法,6-1 概述,一、蜗杆传动及其特点 二、蜗杆传动的类型,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,,,一、蜗杆传动及其特点,,,机械设计基础 ——蜗杆传动,2 特点 传动比大:一般传动 i=7~80; 结构紧凑 传动平稳,噪声小 效率低 成本高,1 组成和应用 通常二轴交角=90° 蜗杆主动,蜗轮被动,蜗杆,蜗轮,,二、蜗杆传动的类型,,机械设计基础 ——蜗杆传动,环面蜗杆 锥蜗杆,按蜗杆整体形状分: 圆柱蜗杆,二、蜗杆传动的类型,,机械设计基础 ——蜗杆传动,环面蜗杆 锥蜗杆,按蜗杆整体形状分: 圆柱蜗杆,,圆柱蜗杆,,机械设计基础 ——蜗杆传动,渐开线蜗杆(ZI蜗杆) 法向直廓蜗杆(ZN蜗杆) 锥面包络蜗杆(ZK蜗杆) 圆弧面蜗杆(ZC蜗杆),按螺旋面形状分 阿基米德蜗杆(ZA蝇杆),轴面呈齿条(直廓),阿基米德螺旋线,,,刃面过轴面,渐开线,,,,,6-2 基本参数和几何尺寸,一、主要参数及几何尺寸 二、正确啮合条件,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,,,一、主要参数及几何尺寸,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,1 模数 2 压力角 3 导程角 4 分度圆直径 5 中心距,,1 模数,,机械设计基础 ——蜗杆传动,mx1 = mt2=m 具体见表6-1(GB/T 10085-88),从主平面看,蜗杆齿形是标准齿条齿形,蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形 啮合传动类似于齿轮齿条运动,,,,,2 压力角,,机械设计基础 ——蜗杆传动,GB/T 10088-88规定: 阿基米德蜗杆:a=20° 动力传动: a=25° 分度传动:a=12°、15°,从主平面看,蜗杆齿形是标准齿条齿形,蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形 啮合传动类似于齿轮齿条运动,,,,,3 导程角,,机械设计基础 ——蜗杆传动,根据正确啮合条件,  1= 2(蜗轮的螺旋角),从整体看,蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动 蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角,,,4 分度圆直径,,机械设计基础 ——蜗杆传动,蜗轮分度圆直径同齿轮 d2=mz2,蜗杆分度圆标准化,以限制刀具数 d1与模数相匹配 见表6-1,,,,hf,,5 中心距,,机械设计基础 ——蜗杆传动,其余几何尺寸见表6-2,反映功率大小,,二、正确啮合条件,,机械设计基础 ——蜗杆传动,正确啮合条件:mx1 = mt2=m x1 =  t2=   1= 2 旋向相同, 即蜗杆、蜗轮同为左旋,或同为右旋,主平面(中间平面):通过蜗杆轴线并垂直与蜗轮轴线的平面,,啮合特点,,机械设计基础 ——蜗杆传动,几何尺寸计算上,按主平面的参数仿照齿轮进行计算 受力上,与斜齿轮相似,从整体看,蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动 从主平面看,蜗杆齿形是标准齿条齿形,蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形,啮合传动类似于齿轮齿条运动,,,三、齿数和传动比,,机械设计基础 ——蜗杆传动,z2 = i12 z1, (通常29~70),从整体看,蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动 蜗杆的齿数即蜗杆的头数,z1 = 1, 2, 4、6,取小 i ,, 自锁性好,,,,,v2 ,va1,?,6-3 蜗杆、蜗轮的材料及结构,材料要求:减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度 一、蜗杆的材料 高的强度、刚度及光洁度 碳 钢 — 45号钢 调质或淬火 合金钢 — 20Cr、20CrMnTi(渗碳淬火)、40Cr (表面淬火) 二、蜗轮的材料 减摩、抗胶合、抗点蚀 铸锡青铜 ZCuSn10P1 — 适合高速 铸铝青铜 ZCuAl 9Fe3 — 低速重载 灰铸铁 HT200 — 低速轻载,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,,,三、蜗杆结构,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,通常为整体式——蜗杆轴,,,四、蜗轮结构,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,通常为组合式,,,,6-4 蜗杆传动受力分析及强度计算,一、失效形式及设计准则 二、受力分析 三、轮齿表面的接触强度计算 四、轮齿的弯曲强度计算,,机械设计基础 ——蜗杆传动,,,,一、失效形式及设计准则,,机械设计基础 ——蜗杆传动,2 设计准则——主要考虑蜗轮 开式齿轮传动:齿面磨损、轮齿折断  保证齿根疲劳强度 闭式齿轮传动:齿面胶合、点蚀  按齿面接触疲劳强度设计,齿根疲劳强度校核 另外,还应作热平衡计算,1 失效形式 失效:胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿 开式齿轮传动:齿面磨
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