机械基础蜗杆传动.ppt

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1、,蜗杆传动,本章目录,1.蜗杆传动的类型及特点,3.蜗杆传动的主要失效形式,4.蜗杆蜗轮的常见结构,5.蜗杆传动的承载能力计算,6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,教学要求,1.蜗杆传动的类型及特点,一、蜗杆传动的类型,二、蜗杆传动的特点,4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。,3、可实现自锁；,2、传动平稳、噪声低；,1、实现大传动比；,单击,单击,单击,继续,圆柱蜗杆传动,圆柱蜗杆传动类型,法向直廓蜗杆（ZN)蜗杆,阿基米德蜗杆（ZA)蜗杆,渐开线蜗杆（ZI)蜗杆,圆柱蜗杆传动类型,返回原处,锥面包络圆柱蜗杆（ZK)蜗杆,圆弧圆柱蜗杆（ZC)蜗杆,返回

2、原处,环面蜗杆传动,锥蜗杆传动,返回原处,滚动蜗杆传动,一、主要参数：,1.压力角：标准压力角=20,蜗杆模数（GB10088-88）mm 第一系列1;1.25;1.6;2;2.5;3.15;4;5;6.3;8;10;12.5;16;20;25;31.5;40 第二系列1.5；3；3.5；4.5;5.5;6;7;12;14,3.导程角 1：tg 1=l d1=z1 px1 d1=mz1d1 z1 螺旋线头数；l 导程；px1 轴向齿距；d1 分度圆直径。,2.模数 m：m应符合标准蜗杆模数,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,4.分度圆直径d1与直径系数q：d1 须符合标准值，且与m匹配。令 d

3、1/m=q 蜗杆直径系数。则 d1=m q,5.蜗轮齿数 z2及蜗杆头数 z1：推荐z1=1、2、4、6，传动比 i12=12=z2z1 则 z2=iz1,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,2.正确啮合条件：蜗轮端面模数mt2=蜗杆轴面模数 mx1=m；蜗轮端面压力角t2=蜗杆轴面压力角x1=；蜗轮螺旋角2=蜗杆导程角 1（旋向相同）。,中间平面 过蜗杆轴线并垂直 于蜗轮轴线的平面。,二、正确啮合条件：,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,三、几何尺寸：,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,四、蜗杆蜗轮的转向关系,1、判断蜗杆的旋向,2、判断蜗轮啮合点的速度方向 左旋用左手法则；右旋用右手法则。,

4、3、判断蜗轮的转向,2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,3.蜗杆传动的主要失效形式,一、主要失效形式,单击,单击,单击,单击,二、设计准则,开式传动：主要保证蜗轮齿根弯曲疲劳强度,闭式传动：主要保证蜗轮齿面接触疲劳强度及 传动的热平衡。,继续,蜗轮轮齿折断,返回原处,蜗轮齿面磨损,返回原处,蜗轮齿面胶合,返回原处,蜗杆齿面点蚀,返回原处,三、常用材料,中碳钢+调质,铸造锡青铜,铸造铝铁青铜,灰铸铁,3.蜗杆传动的主要失效形式,4.蜗杆蜗轮常见结构,蜗杆结构,蜗轮结构,整体式 拼铸式 螺栓联接式 齿圈式,4.蜗杆蜗轮常见结构,5.蜗杆传动的承载能力计算,二、强度计算,蜗轮齿面接触疲劳强度计算,校核

5、计算公式,设计计算公式,K 载荷系数，K=KAKKV。,H 蜗轮许用接触应力。,ZE 弹性系数，青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对时，ZE=160MPa1/2,Z 接触系数，考虑齿面曲率和接触线长度对 接触应力的影响。根据齿形和d1/a值查图。,继续,5.蜗杆传动的承载能力计算,蜗轮齿面许用接触应力的确定：,KHN寿命系数。,Lh工作寿命时数。,返回原处,5.蜗杆传动的承载能力计算,锡青铜：,无锡青铜：表11-6,表11-7,返回原处,蜗轮材料的力学性能及设计数据,返回原处,接触系数Z,用于ZI型蜗杆用于ZC型蜗杆,接触系数Z的选取,蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算,二、强度计算,校核计算公式,F 蜗轮的许用

6、弯曲应力,F=KFN F F 表11-8。,注：蜗杆传动中中心距a、模数m、蜗杆分度圆 直径d1均应符合标准值。,5.蜗杆传动的承载能力计算,设计计算公式,Y螺旋角影响系数,YFa2齿形系数，图11-19,三、蜗杆的刚度计算,y蜗杆轴的最大挠度。,Ft1蜗杆所受的圆周力。Fr1蜗杆所受的径向力。,E蜗杆材料的弹性模量。,I 蜗杆危险截面的惯性矩。I=df14/64，df1蜗杆齿根圆直径。,L蜗杆两端支承间的跨距。初步计算时可取L 0.9d2 d2蜗轮分度圆直径。,y许用最大挠度。y=d1/100,d1蜗杆分度圆直径。,5.蜗杆传动的承载能力计算,一、蜗杆传动的效率,=1.2.3,1啮合效率。,

7、v当量摩擦角，可根据滑动速度vs选取，,蜗杆分度圆导程角；,2轴承效率。,3搅油效率。,d1蜗杆分度圆直径；n1蜗杆的转速。,z1=1,z1=2,z1=4 z1=6=0.7=0.8=0.9=0.95,6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,二、蜗杆传动的润滑,蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法,6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,三、蜗杆传动的热平衡计算,P蜗杆传动的功率。,d箱体表面散热系数。,S有效散热面积。,t0油的工作温度。,ta周围空气温度。,6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,三、蜗杆传动的热平衡计算,6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,重点与难点,1、蜗杆传动的失效形式和设计准则；2、蜗杆传动对材料的要求及蜗杆、蜗轮常用材料；3、蜗杆传动的受力分析；4、蜗杆传动强度计算特点及强度计算公式的应用；5、蜗杆传动的刚度计算和热平衡计算；6、蜗杆传动的效率。7、蜗杆、蜗轮结构。,本章思考题,本章思考题,本章思考题,本章思考题,