机械设计基础蜗杆.ppt

第十章 蜗杆传动,101 概 述,组成：蜗杆、蜗轮,应用：用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常交错角90。,一、特点与应用,2、连续啮合，传动平稳,3、易于自锁,4、效率较低,二、蜗杆传动的类型,1、按蜗杆形式分类,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆,1、传动比大，i=780,结构紧凑,5、发热大，易磨损,6、为减摩耐磨，需用青铜制造蜗轮齿圈,2 按刀具加工位置分,阿基米德蜗杆图,法向直廓蜗杆图,渐开线蜗杆图,按螺旋方向分,左旋，右旋,蜗轮蜗杆旋向相同,102 圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算,-通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面,正确啮合条件：,（旋向相同）,一、几何参数及其选择,主平面,1、模数m和压力角,直径系数,表10-1,2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q,蜗杆加工,蜗轮加工,、导程角,、标准中心距 a,二、蜗杆传动的几何尺寸计算,表10-2,103 蜗杆传动的运动学及效率,一、蜗杆传动的运动学,1、传动比,V1 蜗杆节点圆周速度,V2蜗轮节点圆周速度,蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs,较大的VS引起：,发热量大，使润滑失效，易发生齿面磨损和胶合,2、滑动速度,二、蜗杆传动的效率,由啮合摩擦损耗所决定的效率,轴承的效率,蜗杆或蜗轮搅油引起的效率,当量摩擦角,蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率,Z1 1，2，4效率 0.70.75，0.750.82，0.850.92,104 蜗杆、蜗轮的材料及结构,1、蜗杆一般与轴做成一体,蜗杆：,40、45、40Cr,2、蜗轮,轮齿部分青铜,轮毂部分钢,齿圈式,螺栓联接式,整体式,组合式,Ft主反,Fr指向各自轮心,Fa1蜗杆左右手螺旋定则,轴向力,径向力,圆周力,蜗轮转向的判别：,Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向,判定蜗轮转向 例1,判定蜗轮转向 例2,力的方向,其余:作用力与反作用力,一、蜗杆传动的作用力分析,10 蜗杆传动的强度计算,圆周力,轴向力,径向力,力的大小,二、蜗轮齿面接触疲劳强度计算,按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算,校核公式,设计公式,定m,蜗杆传动的主要失效形式：胶合、磨损,因为 蜗杆材料的强度较蜗轮大的多所以 强度计算只计算蜗轮的轮齿,1 蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2的选择,传动比蜗杆头数z1 表10-3,82 Z2 2628,2 载荷系数K,主要考虑载荷集中及动载荷的影响,载荷平稳 K=11.2载荷变化 K=1.11.3严重冲击 K=1.5,三、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算,轮齿的危险截面难以求出，近似用斜齿轮来计算,YF 蜗轮齿形系数，按蜗轮齿数查，表10-,设计公式,定m、d1,校核公式,10 蜗杆传动的热平衡计算,一、蜗杆传动的润滑,目的：1）提高效率,2）防止腐蚀,二、蜗杆传动热平衡计算,效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降，润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。,原因,3）散热，降低温升，防止胶合,设蜗杆传动功率为P（K W）,效率为,蜗杆传动单位时间的发热量为,单位时间散热量为,Ht箱体表面散热系数,A 箱体散热面积,t 油的工作温度,t0环境温度,达到热平衡时,可得到热平衡时的温度,如 t 5060时措施：,1 加散热片以增大散热面积,2 蜗杆轴端加风扇，强制风冷却,3 在传动箱内装循环冷却管路,本章重点,1、蜗杆蜗轮的正确啮合条件及中间平面2、蜗杆的直径系数和分度圆直径3、蜗杆传动的几何尺寸计算4、蜗杆传动的主要失效形式5、蜗杆传动的受力分析6、蜗杆传动的热平衡计算,改善热平衡的方法,第十章 结束,补充作业,如黑板图已知:主动轮I的转向(n1)，为得到如图蜗轮6的n6，同时使轴III上传动件的轴向力抵消确定:1）斜齿轮3、4轮齿旋向 2）蜗杆、蜗轮的轮齿旋向 3）用图分量表示轴II上传动件的受力情况,