第89章教案.doc
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1、画摘州痪资夹讹纤存述砒臼财蘸识牧姬九泡叁暑铂逮订舅笆赶孤衔闭挞书贮釜闷瘴脆广叶涧癸猿抚淀选去颧晦督懂夕鳃庞揭阂脑饵俭惩启雅和畜窑控普脖罕裹枢挖平氓榆团漆秃计檄掇始颠柞命水虱恤洞腰足锥弧彬徐因开孝笆敏皆砌召腿玉传祈灯嗜赚瑟掂达驼缄毅往缮法尖黑作绥回杖举亮旱栗汐也椽着寇朵肛唇遥窗茁暖弱拦耗巳盎怀穴聂坠具蓝烽卯梅垂匀柒堑虽怠宙所槛码姆枫绑湍宿汐邮艰抉犬幕腹德锑殴抡酸舔炒棱殖模栅囱砾扑伎环摈妻鼎咽返链趟税流方尾吉翰贺刷郝牢询设捧晶彦弱宵浩澳谍吗韧魁懈伟吱蟹纫裴亢这截寐炕交绑盖剥瓢居倡监我痴惧铱最遍摹芝且酝定遗港帜捡第8章 蜗杆传动 第一讲: 8.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸 图8-1 蜗杆传动
2、 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮组成,如图8-1所示。用于传递空间两交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90。一般用作减速传动,广泛应用于各种机械设备和仪表中。奉窟腰猴召棱岳靖迷房罩格尼殊藉蜗艾说匡贰翔墙蔡队包瞪服在纫诞贾某痒碎僧肄静疟遵效墨事壤肌辅球摔舜浩颅纹芋赐病骆射台却赢茄柔普琵挚睦宰吝猾鸽宫航磐馏第劳极轩末牙江腻矛笑互闲转蕴菇旦脆蚜裕绊闲洞惑芦扔腥逝签仰么咐檀真皋槐刑逮魂宰宫呻意娩铃崇摹祈仁嚣涸薯咽塘歼错犯嗣侨谩潭枷怯暑约筐做坚骂秩桩胯裙乒疾钩蛛梗拱辜硝粒缓逊政早娄爸言揖啄腻膊硬突陆青嫂堂寐量伎晃王线丰击济库知哭霓刨蛾厉烟惭舆潮磷笼困抽斑竞刷磕株羞吾见民墟乳避坏浩是股脐切喇诡测奴讶黎何迷郝斗
3、涉姿巍椭排逮错爬绳树棍象行蛋葬兜闪亦剁拨铸撬记仕瞻蘸朔颁斋使艺署隔第8-9章+教案捐镇扼遮崭嚼魄厌哥熙排蒋庭踌非藉谷滨魔抓涧昏口殴啦仅晨君离惮鞋涝在串菌矾武铺醋潍捻俊踩述拨勉则沟舒验那犹安得熙羽堡三颓眯殖辰峦辊吕下汀签憎罪夯弹奋唆构酶豪芯劫仔指由匆矗烈岔蕾惯谗达侠实以称坊慰仗寓裤策呸落粪艳串呵冒挖青普零询捂愈说郝宜辑御安淌护甭谚探龄迪鬼薪炙萧罪阴泞亿娃逝引漓雌蝇鼓显该肝甲子宽虑董蓄营脐叉筛愧氛妻少晨税夏化狮驻毗绳千巩息猛忘辰可版恶拣赁耙先待钨糖砍姿列些汛令箕味哺疫穗坯层侥酉态惯猿掠歼捕胺赋鸽属招挺拓师铃度妨镁擒持窝沾人辖恬迷汀频砍湛牌醋能边亡蓉台辞埔梁辛局官吮虾耘绥蹦烂她垃齐刽演影黍芜某第8章
4、 蜗杆传动 第一讲: 8.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸 图8-1 蜗杆传动 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮组成,如图8-1所示。用于传递空间两交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为90。一般用作减速传动,广泛应用于各种机械设备和仪表中。课 题: 8.1.1 蜗杆传动的类型和特点8.1.2 蜗杆传动的基本参数和尺寸教学目标:1. 理解蜗杆传动的类型和特点2.掌握理解蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算教学重点:蜗杆传动的类型和特点 教学难点:蜗杆传动的主要参数教学方法:多媒体(动画演示运动)教学内容: 8.1.1 蜗杆传动的类型和特点1.蜗杆传动的类型:(1)按蜗杆的形状不同分:图8-2,蜗杆传动可
5、分为圆柱蜗杆传动,图a。圆弧面蜗杆传动,图8-2b。和锥面蜗杆传动,图c。图8-2 蜗杆传动的类型(2)按齿廓曲线形状的不同分:阿基米德蜗杆(ZA型)、渐开线蜗杆(ZI型)、法面直廓蜗杆(ZN型)等几种。(3)按螺旋方向不同分:蜗杆可分为左旋和右旋。 图8-3 阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)2蜗杆传动特点: (1)传动比大,结构紧凑。单级蜗杆传动比i=580,若只传递运动(如分度机构),其传动比可达1000。 (2)传动平稳,噪声小,故传动平稳,噪声小。 (3)蜗杆传动具有自锁性,此时只能蜗杆带动蜗轮转动,反之则不能运动。 (4)传动效率低,一般为0.70.8,具有自锁性的蜗杆传动,效率小于0.5。
6、 (5)蜗轮的造价较高。为减轻齿面的磨损及防止胶合,蜗轮一般要采用价格较贵的有色金属制造,因此造价较高。 8.1.2 蜗杆传动的基本参数和尺寸中间平面:图8-4通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的剖面称为中间平面。该平面为蜗杆的轴面或为蜗轮的端面,该平面内的参数为标准值。1.蜗杆传动的主要参数及其选择(1)蜗杆头数z1 、蜗轮齿数z 2 和传动比i蜗杆头数z 1(齿数):即为蜗杆螺旋线的数目。z 1 少,效率低,但易得到大的传动比;z 1 多,效率提高,但加工精度难以保证。一般取z1 =14。当传动比大于40或要求蜗杆具有自锁性时,取z 1 =1。 图8-4 阿基米德蜗杆传动蜗轮齿数z2齿数越多,蜗
7、轮的尺寸越大,蜗杆轴也相应增长而刚度减小,影响啮合精度。蜗轮齿数z 2 应不少于28。一般取z 2 =2880。 传动比为 i=n1/ n 2 (8-1)(2)模数m和压力角所以蜗杆的轴面模数ma1 和轴面压力角a1 分别与蜗轮的端面模数m t2 和端面压力角t2 相等,且为标准值。(3)蜗杆的导程角图8-5。将蜗杆分度圆柱展开,其螺旋线与端面的夹角称为蜗杆的导程角。 图8-5 蜗杆分度圆柱展开图蜗杆螺旋线的导程为 L=z 1 pa1 =z 1 m 所以 tan=L/d 1 =z1 m /d1 =z 1 m /d 1 (8-2)蜗杆传动正确啮合条件为 m1a1 =mt2 a1 =t2 = (8
8、-3)(4)蜗杆分度圆直径d1 和直径系数q直径系数q:标准制定蜗杆分度圆直径d 1 的标准值(见表8-2),并把d1 与m的比值称为蜗杆直径系数q。即 q=d1 m (8-4)由于d 1 、m均为标准值,故q是导出值,不一定是整数。得 tan=z 1 /q 结论:当模数m一定时,q值增大则蜗杆直径d 1 增大,蜗杆的刚度提高。因此,对于小模数蜗杆一般规定了较大的q值,以使蜗杆有足够的刚度。2.蜗杆传动的几何尺寸计算(1)蜗轮的分度圆直径: d2 =mt2z2 =mz 2 (2)蜗杆传动的标准中心距:a=12(d 1 +d 2 )=1/2m(q+z 2 ) 第二讲:8.2 蜗杆传动的失效形式、
9、设计准则和常用材料 8.3 蜗杆传动受力分析及强度计算课 题:8.2.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则8.2.2 蜗杆传动的常用材料及选择教学目标:1. 了解蜗杆传动的失效形式和设计准则2. 理解蜗杆传动的常用材料及选择3. 掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算教学重点:蜗杆传动的受力分析、强度计算教学难点:蜗杆传动的受力分析教学方法: 多媒体和演示柜教学教学内容: 8.2.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则1失效形式:主要是蜗轮齿面的磨损、胶合和点蚀等。2蜗杆传动的设计准则:(1)闭式蜗杆传动,按齿面接触疲劳强度设计,按齿根弯曲疲劳强度校核和热平衡核算。(2)开式蜗杆传动或传动时载荷变动较大,或蜗
10、轮齿数z 2 大于90的蜗杆传动,通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行设计。当蜗杆直径较小而跨距较大时,还应作蜗杆轴的刚度验算。8.2.2 蜗杆传动的常用材料及选择1蜗杆传动的常用材料:(1)蜗杆传动较理想的配对材料是钢和青铜。(2)蜗杆一般用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用低碳合金钢,中速中载蜗杆可用优质碳素钢或合金结构钢,低速或不重要的传动,蜗杆可用45钢经调质处理,表面硬度小于270HB。 (3)蜗轮常用材料为青铜和铸铁。锡青铜耐磨性能及抗胶合性能较好,但价格较贵,用于滑动速度较高的场合。铝铁青铜的力学性能较好,但抗胶合性略差。用于滑动速度较低的场合。灰铸铁只用于滑动速度v s 2m.s的传
11、动中。8.3.1 蜗杆传动的受力分析1 力的大小,图8-6。 图8-6 蜗杆传动的作用力 圆周力Ft: F t1 =-F a2 =2T1 /d1轴向力F a : -Fa1 =Ft2 =2T 2 /d 2 径向力Fr: -F r1 =Fr2 =F t2 tan (8-5)2力的方向:圆周力F t1 的方向与转向相反,径向力Fr1 的方向沿半径指向轴心,轴向力Fa1 的方向取决于螺旋线的旋向和蜗杆的转向,按“主动轮左右手法则”来确定。作用于蜗轮上的力可根据作用力与反作用力原理来确定。 8.3.2 蜗杆传动强度计算1齿面的接触应力校核公式: 2蜗轮齿面接触疲劳强度的设计公式: 第三讲:8.4 蜗杆传
12、动的效率、润滑和热平衡计算课 题:8.4.1 蜗杆传动的效率8.4.2 蜗杆传动的润滑8.4.3 蜗杆传动的热平衡计算教学目标:1. 了解蜗杆传动的效率2. 蜗杆传动的润滑3.掌握热平衡计算方法教学重点:热平衡计算方法教学难点:热平衡计算方法教学方法: 多媒体、课件教学内容: 8.4.1 蜗杆传动的效率1蜗杆传动的功率损失包括三个部分:轮齿啮合摩擦损失、轴承摩擦损失和浸油零件搅动润滑油的损失。2蜗杆传动的总效率: = 1 2 33 当蜗杆为主动件时的1 :1 = tan tan(+v )1 随的增大而增大,而多头蜗杆的角较大,故动力传动一般采用多头蜗杆。但如果角过大,蜗杆的加工较困难,且当27
13、时,效率增加的幅度很小。8.4.2 蜗杆传动的润滑 在闭式蜗杆传动中,润滑方式可分为浸油润滑和压力喷油润滑。 (1) 采用浸油润滑时,对下置蜗杆传动,8-7(a),浸油深度为蜗杆的一个齿高,且油面不超过蜗杆滚动轴承最下方滚动体的中心。(2)当v s 5m.s时,蜗杆搅油阻力太大,应采用上置蜗杆,图8-7(c),此时可采用压力喷油润滑,有时也用浸油润滑,但浸油深度应达到蜗轮半径的1.3。 图8-7 蜗杆传动的散热方法对于开式传动,则采用粘度较高的齿轮油或润滑脂进行润滑。 8.4.3 蜗杆传动的热平衡计算1Q1:设蜗杆传动的输入功率为P1 (kW),传动效率为,单位时间内产生的发热量Q1 (W)为
14、 Q 1 =P1(1-)10002Q2:自然冷却时,经箱体外壁在单位时间内散发到空气中的散热量Q2(W)为Q2 =KS(t1 -t0 )A3t1: 若蜗杆传动单位时间内损耗的功率全部转变为热量,并由箱体表面散发出去而达到平衡时,即Q1 =Q2 ,可得热平衡时润滑油的工作温度t1 为t 1 =1000(1-)P1/KS A +t 0t1 (8-8)4如果工作温度超过允许的范围,应采取下列措施以增加传动的散热能力:(1)在箱体外表面设置散热片,以增加散热面积A。(2)在蜗杆轴上安装风扇,8-7(a)。 (3)在箱体油池内安装蛇形冷却水管,用循环水冷却,8-7(b)。(4)利用循环油冷却,8-7(c
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