蜗杆传动介绍学习教案

会计学1蜗杆传动介绍蜗杆传动介绍(jisho)第一页，共36页。12.1 12.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸12.2 12.2 蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料12.3 12.3 蜗杆传动受力分析及强度计算蜗杆传动受力分析及强度计算 12.4 12.4 蜗杆传动的效率、润滑蜗杆传动的效率、润滑(rnhu)(rnhu)和热平衡计算和热平衡计算12.5 12.5 蜗杆和蜗轮的结构蜗杆和蜗轮的结构第1页/共36页第二页，共36页。第2页/共36页第三页，共36页。第一节第一节 概述概述(i sh) 第3页/共36页第四页，共36页。第4页/共36页第五页，共36页。 渐开线蜗杆阿基米德蜗杆 按螺旋面的形状(xngzhun)分 右旋蜗杆左旋蜗杆 按螺旋线的方向(fngxing)分阿基米德蜗杆渐开线蜗杆第5页/共36页第六页，共36页。1、传动比大(单级蜗杆传动比i=580)、结构紧凑；2、传动平稳、噪声低；连续不断啮合3、能实现自锁(蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量 摩擦角)；4、传动效率(xio l)低、发热大；5、成本高。第6页/共36页第七页，共36页。中间平面中间平面第二节第二节 蜗杆传动的主要参数和几何蜗杆传动的主要参数和几何(j h)(j h)尺尺寸寸一、主要参数一、主要参数1）中间平面。该平面为蜗杆的轴面或为蜗轮的端面。2) 中间平面啮合(nih)相当于渐开线齿轮与齿条的啮合(nih)。3）中间平面的参数为标准值。 螺纹螺纹第7页/共36页第八页，共36页。 1模数和压力角模数和压力角 2. 蜗杆头数（齿数）蜗杆头数（齿数） ，蜗轮齿数，蜗轮齿数 3蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径 和导程角和导程角 4传动比传动比 5中心距中心距 a1z2z1di 由于在中间平面上蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿条的传动，所以由于在中间平面上蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿条的传动，所以(suy)蜗杆传动的计算，以中间平面的参数为准，并直接应用齿轮传动的几何关系进行几何计算。蜗杆传动的计算，以中间平面的参数为准，并直接应用齿轮传动的几何关系进行几何计算。第8页/共36页第九页，共36页。1模数和压力模数和压力(yl)角角 t2a1t2a1mmm2. 蜗杆头数（齿数）蜗杆头数（齿数） ，蜗轮齿数，蜗轮齿数 1z2z由传动比并考虑效率来选定。一般为由传动比并考虑效率来选定。一般为 =14。传递运动，要求传动比大，传递运动，要求传动比大， 取小值。取小值。传递动力传递动力 ， 取大值取大值 ，传动效率和承载能力高；太多，蜗杆加工困难，传动效率和承载能力高；太多，蜗杆加工困难。蜗轮齿数蜗轮齿数 应根据传动比应根据传动比 和和 选取。不宜大于选取。不宜大于8080。1z1z1z2z1zi第9页/共36页第十页，共36页。 3蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径 和导程角和导程角 1d11111a1tandmzdmzdpzmqzmdtan11 为了限制蜗轮滚刀的数目并有利于标准化为了限制蜗轮滚刀的数目并有利于标准化，规定了蜗杆分度圆直径的系列值，即将，规定了蜗杆分度圆直径的系列值，即将蜗杆蜗杆直径系数直径系数 、d d1 1标准化标准化 。qmdq1是导出值是导出值d1 = q mz1m第10页/共36页第十一页，共36页。 5中心中心(zhngxn)距距a 蜗杆传动的标准中心蜗杆传动的标准中心(zhngxn)距为距为 1221()(z )22maddq4传动比传动比 itan121221ddzznni第11页/共36页第十二页，共36页。圆柱蜗杆传动的主要参数和几何(j h)尺寸表表12-3 蜗杆传动的几何尺寸蜗杆传动的几何尺寸(ch cun)计算计算标准中心距标准中心距径向间隙径向间隙蜗轮螺旋角蜗轮螺旋角蜗杆导程角蜗杆导程角齿根圆直径齿根圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿根高齿根高齿顶高齿顶高分度圆直径分度圆直径蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆计算公式计算公式符号符号名称名称dahfhadfdcamqd 1mzd 2mhamhf2 . 1mqda)2(1mZda)2(22mqdf)4 . 2(1mZdf)4 . 2(22qZarctg1mc2 . 0)(5 . 0)(5 . 0221zqdda第12页/共36页第十三页，共36页。（旋向相同）t2a1t2a1mmm 第13页/共36页第十四页，共36页。11212dTFFat tgFFFtrr221 21222atTFFd21TTi式中：式中：T1 、T2分别分别(fnbi)为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。第14页/共36页第十五页，共36页。第15页/共36页第十六页，共36页。右旋右旋求蜗杆的旋向？求蜗杆的旋向？2aFFa1Ft1n12tF求蜗杆的转向？求蜗杆的转向？1aFn1第16页/共36页第十七页，共36页。要把中间轴上的轴向力抵消(dxio)一部分，蜗杆的旋向? 左重物提升装置第17页/共36页第十八页，共36页。)m/s(cos100060cos1112221sndvvvv式中 ， 为蜗杆的节圆直径 (mm)； 为蜗杆转速 (rmin)； 为蜗杆的导程角。1d1n12svvv 第四节第四节 蜗杆传动的相对蜗杆传动的相对(xingdu)(xingdu)滑动速滑动速度和效率度和效率第18页/共36页第十九页，共36页。321 112233()0.990.96 0.98tgtg其中：轮齿啮合效率，轴承中摩擦损耗，搅油损耗，(0.95 0.97)()tgtg第19页/共36页第二十页，共36页。表表12-9 当量摩擦系数当量摩擦系数f和当量摩擦角和当量摩擦角蜗轮材料蜗轮材料 锡青铜锡青铜 无锡青铜无锡青铜蜗杆齿面硬度蜗杆齿面硬度 HRC45 其他情况其他情况 HRC45 滑动速度滑动速度 vs m/s f f f 0.01 0.11 6.28 0.12 6.84 0.18 10.2 0.10 0.08 4.57 0.09 5.14 0.13 7.4 0.50 0.055 3.15 0.065 3.72 0.09 5.14 1.00 0.045 2.58 0.055 3.15 0.07 4 2.00 0.035 2 0.045 2.58 0.055 3.15 3.00 0.028 1.6 0.035 2 0.045 2.58 4.00 0.024 1.37 0.031 1.78 0.04 2.29 5.00 0.022 1.26 0.029 1.66 0.035 2 8.00 0.018 1.03 0.026 1.49 0.03 1.72 10.0 0.016 0.92 0.024 1.37 15.0 0.014 0.8 0.020 1.15 24.0 0.013 0.74第20页/共36页第二十一页，共36页。 对动力传动对动力传动(chundng)(chundng)，宜，宜采用多头蜗杆采用多头蜗杆 蜗杆加工蜗杆加工(ji (ji gng)gng)困难困难 过大过大当当 28 28 时，效率时，效率(xio l)(xio l)增加很少。增加很少。当当 时，蜗杆具有自锁性，但效率时，蜗杆具有自锁性，但效率很低。很低。分析：分析：工程上常用以下估计值。闭式传动：闭式传动：z1=1 =0.700.75z1=2 =0.750.82z1=4 =0.870.92z1=1、2 =0.600.70开式传动：开式传动：(0.95 0.97)()tgtg第21页/共36页第二十二页，共36页。 1 1失效形式失效形式 由于由于(yuy)(yuy)蜗杆传动齿面间相对滑动速度大，发热量大，其失效形式主要是齿面胶合，其次是点蚀、断齿、磨损和塑性变形等。蜗杆传动齿面间相对滑动速度大，发热量大，其失效形式主要是齿面胶合，其次是点蚀、断齿、磨损和塑性变形等。第五节第五节 蜗杆传动的设计蜗杆传动的设计(shj)(shj)通常只计算蜗轮的通常只计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度。闭式传动闭式传动：开式传动：开式传动：按蜗轮的齿面按蜗轮的齿面接触疲劳强度进行设计接触疲劳强度进行设计；之后；之后校核蜗轮的校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度，并进行，并进行热平衡计算热平衡计算。 2. 设计准则设计准则第22页/共36页第二十三页，共36页。 3蜗杆、蜗轮常用材料：蜗杆、蜗轮常用材料： 原则原则(yunz)： 具有一定强度，具有一定强度， 良好的耐磨性和抗胶合的性能。良好的耐磨性和抗胶合的性能。 高速重载蜗杆：高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(20Cr,20CrMnTi(渗碳渗碳(shn tn)(shn tn)淬火淬火5662HRC)5662HRC) 或或 40Cr 42SiMn 45 ( 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火表面淬火4555HRC)4555HRC)一般一般(ybn)(ybn)蜗杆：蜗杆：40 45 40 45 钢调质处理钢调质处理( (硬度为硬度为220250HBS)220250HBS)蜗轮材料：蜗轮材料： vS S 12 m/s 12 m/s时时 ZCuSn10P1ZCuSn10P1锡青铜制造。锡青铜制造。vS S 12 m/s 12 m/s时时 ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜锡青铜vS S 6 m/s 6 m/s时时 ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3铝青铜。铝青铜。vS S 2 m/s 1015 m/svs 1015 m/s时，采用压力时，采用压力(yl)(yl)喷油润滑。喷油润滑。当当v1 4 m/s时，采用蜗杆在上的结构；时，采用蜗杆在上的结构； 第29页/共36页第三十页，共36页。1.1.热平衡计算热平衡计算目的：控制油温稳定地处于规定的范围内（由于蜗目的：控制油温稳定地处于规定的范围内（由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损箱体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损(m (m sn)sn)加剧，甚至出现胶合）。加剧，甚至出现胶合）。热平衡：在单位时间内，摩擦产生的热量热平衡：在单位时间内，摩擦产生的热量= =散发的热散发的热量。量。101000(1)()tPttttA 20010 17/()60 70 CttwmCAt式中：散热系数，一般取：散热面积；温差允许值，一般为：。第30页/共36页第三十一页，共36页。2. 2. 提高散热能力提高散热能力(nngl)(nngl)的措施：的措施： 增加散热面积：例如，在箱体外壁合理设计并铸出或焊上散热筋片；增加散热面积：例如，在箱体外壁合理设计并铸出或焊上散热筋片；提高表面传热系数：例如，在蜗杆端部加装风扇；提高表面传热系数：例如，在蜗杆端部加装风扇；在减速器油池中加装蛇形在减速器油池中加装蛇形(sh xn)冷却水管进行冷却；冷却水管进行冷却；采用喷油润滑。采用喷油润滑。第31页/共36页第三十二页，共36页。第32页/共36页第三十三页，共36页。作业作业(zuy)：(12.1-12.3) 平时作业平时作业(zuy)12.5、12.6 上交作业上交作业(zuy)第33页/共36页第三十四页，共36页。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长(zngzhng)见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第34页/共36页第三十五页，共36页。第35页/共36页第三十六页，共36页。