机械设计基础蜗杆传动设计课件

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,*,机械设计基础蜗杆传动设计,*,路漫漫其悠远,机械设计基础-蜗杆传动设计,2024/11/3,机械设计基础蜗杆传动设计,机械设计基础-蜗杆传动设计2023/10/1机械设计基础蜗杆,1,122 蜗杆传动的主要参数,123 蜗杆传动的失效、材料、结构,124 蜗杆传动的受力分析,第12章 蜗杆传动设计,121 蜗杆传动的特点和类型,125 圆弧园柱蜗杆传动的设计,126 蜗杆传动的效率、润滑、热平衡,机械设计基础蜗杆传动设计,122 蜗杆传动的主要参数 123 蜗杆传动的失,2,蜗杆传动概述,机械设计基础蜗杆传动设计,蜗杆传动概述机械设计基础蜗杆传动设计,3,12-1 蜗杆传动特点和类型,一、蜗杆的形成,蜗杆,蜗轮,螺旋角：,1,导程角：,=90-,1,1,、,b,斜齿轮, 蜗杆,b,1,斜齿轮,1,蜗杆,机械设计基础蜗杆传动设计,12-1 蜗杆传动特点和类型一、蜗杆的形成蜗杆蜗轮 螺,4,蜗杆机构实质上是相错轴斜齿轮机构的变形。,为了改善啮合情况，用与蜗杆的参数和尺寸相同的滚刀，按范成原理切制蜗轮。这样加工，蜗杆蜗轮啮合时为线接触。同时将蜗轮的母线做成弧形，部分地包住蜗杆，以增加接触线的长度。,点接触,线接触,蜗杆蜗轮传动,机械设计基础蜗杆传动设计,蜗杆机构实质上是相错轴斜齿轮机构的变形。,5,二、蜗杆的类型,圆柱蜗杆,环面蜗杆,普通圆柱蜗杆,（按刀具位置不同）,阿基米德蜗杆,延伸渐开线（法向直廓）蜗杆,渐开线蜗杆,圆锥蜗杆,机械设计基础蜗杆传动设计,二、蜗杆的类型圆柱蜗杆环面蜗杆 普通圆柱蜗杆阿基米德蜗杆,6,阿基米德螺线,阿基米德蜗杆,(ZA),加工,：,刀刃与蜗杆轴线共面,特点,：,端面-阿基米德螺线,轴面-直线,延伸渐开线蜗杆,(ZI),延伸渐开线,加工,：,刀具平面垂直于螺线,法面-直线,特点,：,端面-延伸渐开线,机械设计基础蜗杆传动设计,阿基米德螺线阿基米德蜗杆(ZA)加工：刀刃与蜗杆轴线共面特点,7,渐开线,基圆,渐开线蜗杆,(ZI),加工,：,刀刃与蜗杆的基圆柱相切,特点,：,端面-渐开线,后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿基米德蜗杆。,机械设计基础蜗杆传动设计,渐开线基圆渐开线蜗杆(ZI)加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切特点,8,12-2 蜗杆传动主要参数,一、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件,主平面（中间平面）：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。,主平面,正确啮合条件,在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。,=,1,机械设计基础蜗杆传动设计,12-2 蜗杆传动主要参数一、阿基米德蜗杆传动的正确啮,9,1. 蜗杆头数,z,1,、蜗轮齿数,z,2,螺旋线的条数，称为蜗杆的头数,Z,1,（取Z,1,=1-4）。,头数过多,不易加工；蜗杆过长，蜗杆刚度；,Z,1,取小些，自锁好； Z,1,取大些，效率高。,二、蜗杆传动的主要参数,（标准参数取在主平面）,机械设计基础蜗杆传动设计,1. 蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2螺旋线的条数，称为蜗杆的头数,10,蜗杆头数z,1,与蜗轮齿数z,2,的推荐值,传动比,i,713 1427 2840 40,蜗杆头数,z,1,4 2 2、1 1,蜗轮齿数,z,2,2852 2854 2880 40,Z,2,=iZ,1,；,为保证传动平稳，Z,2,26；,一般Z,2,不宜大于80：Z,2,结构尺寸，蜗杆刚度。,机械设计基础蜗杆传动设计,蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值传动比i,11,2、压力角,3、模数,与齿轮不同，见表6-1。,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,蜗杆模数,m,值,GB10085-1988,机械设计基础蜗杆传动设计,2、压力角3、模数与齿轮不同，见表6-1。第一系列1, 1,12,但制造困难,自锁性好,机械设计基础蜗杆传动设计,但制造困难自锁性好机械设计基础蜗杆传动设计,13,5、蜗杆中圆（分度圆）直径d,1,与蜗杆直径系数q,为了限制滚刀数量，对同一种模数的蜗杆，规定了,14,个标准的中圆直径。,中圆直径,d,1,与模数,m,的比值称为,蜗杆直径系数,q,。,蜗杆直径系数和标准模数对应值见表6-1。,直径数太多 加工相配蜗轮的刀具数,机械设计基础蜗杆传动设计,5、蜗杆中圆（分度圆）直径d1与蜗杆直径系数q,14,蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 （,mm,）,m,1,1.25,1.6,2,d,1,18,20,22.4,20,28,(18),22.4,(28),35.5,m,2.5,3.15,4,d,1,(22.4),28,(35.5),45,(28),35.5,(45),56,(31.5),m,4,5,6.3,d,1,40,(50),71,(40),50,(63),90,(50),63,m,6.3,8,10,d,1,(80),112,(63),80,(100),140,(71),90,摘自GB10085-88，括号中的数字尽可能不采用。,机械设计基础蜗杆传动设计,蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 （ mm）md1md1,15,三、几何尺寸计算 （,与齿轮基本相同，自学）。,四、传动比,五、蜗轮的转向：,左右手法：,左旋左手，右旋右手，四指转向,1,，拇指反向；即为,v,2,。,机械设计基础蜗杆传动设计,三、几何尺寸计算 （与齿轮基本相同，自学）。四、传动比五,16,例：,试判断蜗轮或蜗杆的转（旋）向。,机械设计基础蜗杆传动设计,例：试判断蜗轮或蜗杆的转（旋）向。机械设计基础蜗杆传动设计,17,五、啮合特点,传动比大（一般,i,12,=10100,)，结构紧凑；,连续啮合且为线接触，传动平稳，噪声小；,蜗轮主动时自锁，常用于起重机械；,齿面滑动速度大，易发热、胶合、磨损，故蜗轮常用耐磨材料（青铜）制造，成本较高；,效率低；,轴向力较大。,机械设计基础蜗杆传动设计,五、啮合特点传动比大（一般i12=10100)，结构紧凑；,18,一、蜗杆传动的失效形式及材料选择,主要失效形式： 胶合、点蚀、磨损。,材料,蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。,蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。,材料牌号选择：,高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火,5662HRC,),或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火,4555HRC,),一般蜗杆：40 45 钢调质处理(硬度为220,250HBS,),蜗轮材料：,v,S,12 m/s时 ZCuSn10P1锡青铜制造。,v,S,12 m/s时 ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜,v,S,6 m/s时 ZCuAl10Fe3铝青铜。,v,S,28,时，效率,增加很少。,当,时，蜗杆具有自锁性，但效率,很低。,=（0.950.97）,tg(,+ ),tg,分析：,闭式传动：,z,1,=1,=0.700.75,z,1,=2,=0.750.82,z,1,=4,=0.870.92,z,1,=1、2,=0.600.70,开式传动：,12-6 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,机械设计基础蜗杆传动设计, 对动力传动，宜采用多头蜗杆 蜗杆加工困,32,二、,蜗杆传动的润滑,若润滑不良，,效率,显著降低,早期胶合或磨损,润滑对蜗杆传动而言，至关重要。,润滑油粘度的选择：,表11-5 齿轮传动,润滑油,粘度荐用值,塑料、铸,铁、青铜,齿轮材料,强度极限,圆周速度,v (m/s),运动粘度,v/cSt,（40,）,渗碳或表,面淬火钢,钢,350,512.5,12.5 25,25,2.55,12.5,0.51, 1015 m/s时，采用压力喷油润滑。,当v,1, 4 m/s时，采用蜗杆在上的结构。,12-6 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,机械设计基础蜗杆传动设计,润滑方式的选择：当vs 510 m/s时，采用油池浸油,34,三、蜗杆传动的热平衡计算,对闭式传动，热量由箱体散逸，要求箱体与环境温差：,t,=,i,A,1000P,1,(1-)tg,t,t=( t-t,0,)-温度差；,P,1,-蜗杆传递的功率；,i,-表面散热系数；一般取：,i,=1017 W/(m,2, ),A-散热面积, m,2, 指箱体外壁与空气接触而内壁被油飞溅到的箱壳面积。对于箱体上的散热片，其散热面积按50%计算。,12-6 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,机械设计基础蜗杆传动设计,三、蜗杆传动的热平衡计算对闭式传动，热量由箱体散逸，要求箱体,35,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,3rew,2024/11/3,机械设计基础蜗杆传动设计,演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew,36,