机械设计 蜗杆传动.ppt
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1、青岛科技大学专用 潘存云教授研制,第11章 蜗杆传动,11-1 蜗杆传动概述,11-2 蜗杆传动的类型,11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸,11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算,11-6 圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计,11-5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,11-1 蜗杆传动 概述,作用:用于传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。,90,形成:若单个斜齿轮的齿数很少(如z1=1)而且1很大时,轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。,所得齿轮称为:蜗杆。,而啮合件称为:蜗轮。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,改进措施:将刀具做成蜗杆状,用范成法切制蜗
2、轮,所得蜗轮蜗杆为线接触。,优点:传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。,分度机构:i=1000,通常i=880,缺点:传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造,成本高。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,圆柱蜗杆,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,环面蜗杆,锥蜗杆,锥蜗杆传动中,蜗杆是由在节锥上分布的等导程的螺旋形成的,而蜗轮在外观上就像一个曲线锥齿轮,它是用与锥蜗杆相似的锥滚刀在普通滚齿机加工而成的。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆
3、弧圆柱蜗杆传动,普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成,车刀安装位置不同,加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆,圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。,传动特点:,1)传动效率高,一般可达90%以上;,2)承载能力高,约为普通圆柱蜗杆的1.52.5倍;,3)结构紧凑。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆
4、柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,阿基米德蜗杆,单刀加工,阿基米德蜗杆(ZA),青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,阿基米德蜗杆(ZA),阿基米德蜗杆,双刀加工,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,渐开线蜗杆(ZI),渐开线蜗杆,青岛科
5、技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,法向直廓蜗杆(ZN),青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,法向直廓蜗杆(ZN),dx,延伸渐开线,车刀对中齿槽中心法面,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动
6、,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆(ZK),是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工,只能在铣削或磨削,加工时工件作螺旋运动,刀具作旋转运动。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,环面蜗杆传动特点:,1)传动效率高,一般可达8590%;,2)承载能力高,约为阿基米德蜗杆的24倍;,3)要求制造和安装精度高。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传
7、动,11-2 蜗杆传动的类型,锥蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆,渐开线蜗杆,法向直廓蜗杆,锥面包络圆柱蜗杆,锥蜗杆传动特点:,1)同时接触的点数较多,重合度大;,2)传动比范围大,一般为10360;,3)承载能力和传动效率高;,4)制造安装简便,工艺性好。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,蜗杆旋向:左旋、右旋(常用),精度等级:,对于一般动力传动,按如下等级制造:,v17.5 m/s-7级精度;,v1 3 m/s-8级精度;,v11.5 m/s-9级精度;,判定方法:与螺旋和斜齿轮的旋向判断方法相同。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,1.正确啮合条件,中间平面:
8、过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。,正确啮合条件是中间平面内参数分别相等:,mt2=ma1=m,t2=a1=取标准值,在中间平面内,蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。,一、圆柱蜗杆传动的主要参数,11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,ZA蜗杆:a=20轴向,模数m取标准值,与齿轮模数系列不同。,2.模数m和压力角,压力角,轴向压力角与法向压力角之间的关系:推导过程见机械原理斜齿条,tgn=tgn/cos,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,为了减少加工蜗轮滚刀的数量,规定d1只能取标准值。,蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.,若 90,12,1+1 90,蜗轮右旋,蜗杆右旋,1+2,定义s
9、=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。,3.蜗杆的分度圆直径d1,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用,称比值 为蜗杆的特性系数。,q=d1/m,一般取:q=818,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,4.蜗杆头数z1,蜗杆头数z1:即螺旋线的数目。,蜗杆转动一圈,相当于齿条移动z1个齿,推动蜗轮转过z1个齿。,通常取:z1=1 2 4 6,5.蜗杆的导程角,将分度圆柱展开得:,=z1 pa1/d1,=mz1/d1,tg1=l/d1,=z1/q,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,6.传动比 i 和齿数比 u,传动比:,若想得到大 i,可取:z1=1,但传动
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