第12章 蜗杆传动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械设计基础,第,12,章 蜗杆传动,12.1,蜗杆传动的特点和类型,12.1.1,蜗杆蜗轮的形成,轴线交错，减速蜗杆为主动件，旋向相同,。,12.1.2,蜗杆传动的特点,1,传动比大,动力传动时,分度传动时,2,传动平稳、噪音小,逐渐进入啮合，逐渐退出啮合,3,承载能力大,蜗轮的分度圆柱面为弧面,4,容易实现自锁,5,传动效率低,当蜗杆的导程角小于蜗杆副的当量摩擦角,1.,按蜗杆形状分,（,1,）圆柱蜗杆传动,（,2,） 环面蜗杆传动,（,3,） 锥面蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,12.1.3,蜗杆蜗轮机构的分类,圆柱蜗杆可分为：,（,a,）阿基米德蜗杆（,ZA,蜗杆）,阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上是直齿条和渐开线齿轮的啮合，加工时用车刀直接车削,在无需磨削加工的情况下广泛应用，必须磨削时需采用特制截面形状的砂轮。,（,b,）渐开线蜗杆（,ZI,蜗杆）,渐开线蜗杆的端面齿廓为渐开线，与蜗杆基圆柱相切的截面，齿廓是直线。加工时可以像圆柱齿轮一样用滚刀铣切，,可用平面砂轮来磨，需要专用机床。,（,c,）法向直廓蜗杆（,ZN,蜗杆）,法向直廓蜗杆的导程角很大，加工时最好使刀具的切削平面在垂直于齿槽中点螺旋线的法平面内。磨削是用直母线的,砂轮在普通螺纹磨床上进行。,12.2,圆柱蜗杆传动的主要参数,和几何尺寸,1,模数,蜗杆,轴向模数,m,X,蜗轮,端面模数,m,t,2,压力角,压力角,12.2.1,蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,范围：,1 4,分度或要求自锁时，取小。否则，取大。,避免根切，取最小值为,26,。,3.,蜗杆头数,z,1,和蜗轮齿数,z,2,要求自锁,z,1,= 1,，提高效率时取,z,1, 1,z,2,=,i z,1,=28 80,4,导程角,5,蜗杆分度圆直径,d,1,和蜗杆直径系数,q,q,蜗杆直径系数,令,则：,6,蜗杆蜗轮传动的几何尺寸计算,其余几何尺寸的计算参照直齿轮，只是取,ha*=1,，,c*=0.2,传动比,回转方向的判断,7.,蜗杆蜗轮的传动比及其转动方向的判断,蜗轮转动方向由右手螺旋法则确定。,试确定图,a,所示传动中蜗轮的转向，及图,b,所示传动中蜗杆和蜗轮的旋向。,8.,滑动速度,12.2.2,蜗杆传动的正确啮合条件,12.3,蜗杆传动的失效形式、,材料和结构,12.3.1,蜗杆传动的失效形式,齿面点蚀,蜗轮材料为铸锡青铜时，,此种材料强度稍低,齿面胶合,蜗轮材料为铸铝青铜或铸铁时,齿面磨损,开式传动或润滑油不清洁,轮齿折断,蜗轮齿数过多或强烈冲击载荷,由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上,对于大多数蜗杆传动，其承载能力主要取决于接触强度,材料要求：减摩性好、耐摩、抗胶合、足够的强度,碳 钢, 45,号钢 调质或淬火,蜗 杆,合金钢, 20C,r,、,20C,r,M,n,T,i,、,40C,r,铸锡青铜,ZC,u,S,n,10P1 ,适合高速,蜗 轮,铸铝青铜,ZC,u,Al,10F,e,3 ,低速重载,灰铸铁,HT200 ,低速轻载,减摩性好,12.3.2,蜗杆传动的材料,12.3.3,蜗杆和蜗轮的结构,12.4,蜗杆传动的受力分析,各力关系：,各力方向：,F,t,、,F,r,同斜齿轮,F,a,用主动轮左右手定则判断，一般蜗杆主动。,各力大小：,注意：用平面图表示,F,a1,F,t2,F,t1,F,a2,n,1,F,r2,F,r1,n,2,n,1,各力应画在受力点上,1,2,12.5.1,效率,啮合效率类似于螺旋副：,故：,设计之初，,未知，可按,z,1,初选：,由此可知，,z,1, ,z,1,= 1,时，,= 0.70.75,z,1,= 2,时，,= 0.750.82,z,1,= 4,时，,= 0.870.92,自锁时，, 4 m/s,时蜗杆上置,有利于润滑,避免过大的搅油损失,蜗杆下置,蜗杆上置,12.5.3,蜗杆传动的热平衡计算,对象,连续工作的闭式蜗杆传动,t,油温,时间,t ,热平衡时的油温,目的,控制油温，防止胶合,热平衡时，单位时间内：,发热量,=,散热量,H,1,=,P,1,-,P,2,= 1000,P,1,（,1 -,）,W,单位时间内的发热量：,单位时间内的散热量：,H,2,=,t,A,（,t,-,t,0,）,=,t,A,t,W,t,散热系数,自然方式冷却时,t,= 1017,A,箱体散热面积,箱体暴露在空气中的部分,近似计算：,蜗杆传动中心距,t,0,环境温度,常取,t,0,= 20 ,t,温 升,热平衡时：,则热平衡计算式：,若,t,t,，,则采取措施提高散热能力：,在箱壳外表面加铸散热片,以增加散热面积,A,蜗杆轴端装风扇加速空气流通,以增大散热系数,t,同时沿气流方向配置散热片,箱体油池内放置蛇形冷却水管,喷油润滑循环冷却,自然通风时竖直布置,本章结束,