《蜗杆传动机构》PPT课件.ppt
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1、9.1 蜗杆传动机构概述9.2 圆柱蜗杆传动机构的基本参数和尺寸9.3 蜗杆传动的设计,第九章 蜗杆传动机构,一、特点,3、传动比大,准确恒定,一般 i=580,2、重合度大,传动平稳,噪声低(连续啮合),6、齿面间滑动速度大,发热磨损大(需热平衡计算),5、可实现自锁(效率低于40%),4、传动效率低,z1=1=0.70.75,z1=2=0.750.82,7、技术数据:n1=4000 r/min;v1=69 m/s;P=1000kW;T2=700 kNm,1、传递空间交错轴间运动与动力常用,9.1 蜗杆传动机构概述,9.1 蜗杆传动机构概述,9.1 蜗杆传动机构概述,二、类型,9.1 蜗杆传
2、动机构概述,齿型:轴垂面:阿基米德螺线 轴 面:直廓(x1=20直齿条齿廓)特点:加工方便,应用广,不能磨削,精度低,加工:直刃车刀,切削刃过轴线,9.1 蜗杆传动机构概述,加工:两把梯形直刃刀加工,切削刃面与蜗杆基圆柱相切,齿形:轴垂面:渐开线,轴剖面:凸齿廓 基圆柱切面:直齿廓,特点:可滚切、磨削,制造精度高,9.1 蜗杆传动机构概述,加工:直刃车刀切削刃面在蜗杆螺旋线法面内,齿形:蜗杆:轴垂面:延伸渐开线,轴剖面:凸齿廓 法 面:直廓(齿形角n=20),特点:可车、指状铣刀、盘铣刀加工,磨削困难,9.1 蜗杆传动机构概述,加工:直刃铣刀或砂轮在蜗杆螺旋线齿间法面内齿形:蜗杆:轴垂面:近似
3、阿基米德螺线 轴剖面:凸齿廓 齿法面:凸齿廓特点:不能车,可铣、可磨获得高精度,应用广泛,9.1 蜗杆传动机构概述,加工:凸圆弧车刀车削加工齿形:蜗杆轴剖面:凹圆弧 蜗轮端面齿廓:凸圆弧特点:高承载(普蜗50%)、高效90%、应用广泛,9.1 蜗杆传动机构概述,9.1 蜗杆传动机构概述,一、主要参数与选择,1、模数m和齿形角a,(1)中间平面:过蜗杆轴线、垂直蜗轮轴线的平面,(2)啮合关系:齿条、齿轮啮合 mx1=mt2=m;ax1=at2=a;2=1,(3)基准蜗杆齿形角:阿基米德蜗杆(ZA):ax1=20 延伸渐开线蜗杆(ZN):an1=20 渐开线蜗杆(ZI):an1=20 法面与轴面齿
4、形角的关系:,中间平面,9.2圆柱蜗杆传动机构的基本参数和尺寸,2、蜗杆的分度圆直径d1,分析:蜗轮滚刀的形状、尺寸和与之啮合的蜗杆尺寸基本相同,为了限制滚刀的数目,标准规定对应每一模数,仅有有限 数目的标准蜗杆分度圆直径d1。,9.2圆柱蜗杆传动机构的基本参数和尺寸,3、蜗杆的头数z1、z2按传动比与效率要求选定,选取原则:(1)i大,取z1小,(避免z2过大,蜗轮尺寸大)(2)传递功率大,选大z1(避免发热、功率损失)(3)z1=1、2、4、6(4)z2=2780(d2、m、z2 的关系),z1小,机构紧凑、加工方便;效率较低;,z1大,效率越高,加工困难。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。
5、,9.2圆柱蜗杆传动机构的基本参数和尺寸,4、主要尺寸,蜗轮 蜗杆,9.2圆柱蜗杆传动机构的基本参数和尺寸,一、失效形式与设计准则,1、蜗杆刚度不足:蜗杆齿强度高,只计算轴强度、刚度,2、蜗轮胶合、点蚀、磨损(条件性设计),闭式传动:按接触强度设计(降低许用应力考虑磨损、胶合)校核弯曲强度,开式传动:按弯曲强度设计,3、系统过热:热平衡计算,9.3 蜗杆传动的设计,二、常用材料,要求:强度足够,良好的减摩性、耐磨性、抗胶合能力,蜗轮材料:锡青铜:(ZCuSn10Pb1等),耐磨好,价格高,用于VS3 m/s铝青铜:(ZCuAl19Mn2等),耐磨差,强度高,价格低VS2 m/s铸 铁:耐磨差,
6、强度低,价格低,有自锁要求传动,蜗杆材料:高速重载合金钢 渗碳淬火(15Cr,20Cr,20CrMnTi)、硬度5862HRC 表面淬火(45,40Cr,40CrNi)、硬度4550HRC 一般低速中载碳钢(40,45)调质,硬度200300HBS,9.3 蜗杆传动的设计,三、蜗杆的结构,蜗杆螺旋部分的直径不大,所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时,可以将轴与蜗杆分开制作。,无退刀槽,加工螺旋部分时只能用铣制的办法,有退刀槽,螺旋部分可用车制,也可用铣制加工,但该结构的刚度 较前一种差。,9.3 蜗杆传动的设计,四、蜗轮的结构,为了减摩的需要,蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材,
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