机械设计07第7章蜗杆传动.ppt

第七章 蜗杆传动,71 概述,一、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,锥蜗杆,2 按刀具加工位置分,阿基米德蜗杆,法向直廓蜗杆,渐开线蜗杆,二、蜗杆传动的特点,1、传动比大,2、连续啮合，传动平稳,3、具有自锁性,4、效率较低,2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q,蜗杆加工,蜗轮加工,直径系数,3、蜗杆头数Z1,72 普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算,一、主要参数及其选择,主平面,1、模数m和压力角,4、导程角,5、传动比 i 和齿数比 u,6、蜗轮齿数Z2,7、标准中心距 a,如图,二、蜗杆传动变位的特点,变位的目的,蜗轮变位,1）中心距改变，Z2不变，传动比i12不变,2）中心距不变，Z2改变,三、蜗杆传动的几何尺寸计算,蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿宽B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等,73 蜗杆传动的滑动速度及传动效率,一、蜗杆传动的滑动速度,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：,1、易发生齿面磨损和胶合,2、如润滑条件良好,有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率,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 查表10-9,蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率,Z1 1，2，4，6效率 0.7，0.8，0.9，0.95,74 普通圆柱蜗杆传动失效形式、设计准则、材料选择,一、失效形式，设计准则,齿面胶合,过度磨损,闭式传动：,按齿面接触疲劳强度设计,校核齿根弯曲疲劳强度,计算热平衡,蜗杆刚度,蜗轮,常用材料,二、材料选择,常用材料,蜗杆：,40、45、40Cr,蜗轮：,铸造锡青铜，,铸造铝铁青铜,要求：1）足够的强度 2）良好的减摩、耐磨性 3）良好的抗胶合性,75 普通圆柱蜗杆传动的精度选择、侧隙规定、蜗杆和蜗轮的结构,一、普通圆柱蜗杆传动的精度选择、侧隙规定,1最高、12最低,GB10089-1998规定了12个精度等级：,最小法向侧隙分为8种：,a、b、c、d、e、f、g、h,a最大，h为零,侧隙种类与精度无关,普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构设计,1、蜗杆一般与轴成一体,2、蜗轮,轮齿部分青铜,轮毂部分钢,齿圈式,螺栓联接式,整体浇铸式,拼铸式,力的大小,圆周力,轴向力,径向力,7-6 蜗杆传动的受力分析,Ft主反从同,力的方向和蜗轮转向的判别,Fr指向各自的轴线,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2,1、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,ZE材料的弹性系数,ZP接触系数,（1）当蜗轮材料,许用应力 查表10-6,（2）若蜗轮材料,许用应力与循环次数有关,基本许用接触应力，表10-7,接触强度寿命系数,7-7 普通圆柱蜗杆传动的强度计算和蜗杆的刚度校核,设计公式,定m,q（表10-2）,2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算,主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合,YFa2 蜗轮齿形系数,当量齿数，图10-15,蜗轮基本许用应力，表10-8,设计公式,（表10-2）定m、d1,3、蜗杆的刚度计算,计算模型：,简支梁,集中载荷：,蜗杆最大挠度：,4、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择,高 低,精度等级 1，2，6，7，8，9，10，11，12,远景 常用,78 蜗杆传动的润滑及热平衡计算,一、蜗杆传动的润滑,目的：1）提高效率；,2）降低温升，防止磨损和胶合,1、润滑油表10-10,2、润滑油粘度及给油方法表10-11,3、润滑油量,浸油深度,二、蜗杆传动热平衡计算,润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。,效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降,原因,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,自然冷却方式，单位时间散热量为,Kd箱体表面散热系数,S 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 80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 在传动箱内安装循环冷却管路,