蜗轮蜗杆传动概要课件

,第二级,第三级,第四级,第五级,机械技术应用基础,机械技术应用基础,5,.1,蜗杆传动的组成和特点,5.2,蜗杆传动的主要参数,5.3,蜗杆传动的失效形式及材料选择,5.4,蜗杆传动的效率与热平衡计算,第,五,章,蜗杆传动,机械技术应用基础,1,、蜗杆传动的组成,蜗杆传动用来传递空间两交,错轴之间的运动和动力，一般,两轴交角为,90,。,蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成。,一般蜗杆主动、蜗轮从动，具,有自锁性，作减速运动。,蜗杆传动广泛应用与各种机,械和仪器设备之中。,5,.1,蜗杆传动的组成和特点,机械技术应用基础,蜗杆和蜗轮：分左旋和右旋,用右手定则判断。,蜗杆和蜗轮转向关系：左旋伸左手，右旋伸右手，,半握拳,四指顺着蜗杆回转方向,与大拇指指向相反,方向即为蜗轮上节点速度方向,左右手定则。,机械技术应用基础,2,、蜗杆传动 的特点,(1),传动平稳 传动连续，传动平稳，噪声小。,(2),传动比大 传动比,i,5,80,。分度传动时,i,可,达,1000,，与齿轮传动相比则结构紧凑。,(3),具有自锁性 即蜗杆能带动蜗轮旋转，而蜗,轮不能带动蜗杆。,(4),传动效率低 齿面间相对滑动速度大，一般只,有,0.7,0.8,。具有自锁功能的蜗杆机构，效率则一,般不大于,0.5,。,(5),制造成本高 蜗轮齿圈常用贵重的铜合金制造，,成本较高。,机械技术应用基础,蜗杆传动的应用,机械技术应用基础,规定通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面。,5.2,蜗杆传动的主要参数,机械技术应用基础,1.,模数和压力角,在中间平面平面内，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线,齿轮与齿条的啮合。中间平面内的参数均是标准值。,蜗杆轴向模数,m,x1,和轴向压力角,x1,；,蜗轮端面模数,m,t2,和端面压力角,t2,2,蜗杆头数,z,1,，蜗轮齿数,z,2,蜗杆头数,z,1,一般取,1,、,2,、,4,。头数,z,1,增大，可以提高传,动效率，但加工制造难度增加。,3,传动比,蜗轮齿数与蜗杆头数的比值,。,机械技术应用基础,4,蜗杆导程角,导程角小时传动效率低，但可实现自锁；导程角大,时传动效率高，但蜗杆加工难度大。一般导程角,=,3.5,27.,机械技术应用基础,5,蜗杆分度圆直径,d,1,和蜗杆直径系数,q,加工蜗轮时，用的是与蜗杆具有相同尺寸的滚刀,滚刀直径,:,因此，即使加工同一模数的蜗轮，也需配备很多直径,的滚刀，这很不经济。,为限制滚刀的数量，把,z1/tan,规定成标准值，并把,这个比值称为蜗杆直径系数，用,q,表示。,模数一定时，,q,值增大则蜗杆的直径,d,1,=m.q,增大、刚度,提高。因此，为保证蜗杆有足够的刚度，小模数蜗杆的,q,值一般较大,。,机械技术应用基础,5.3,蜗杆传动的失效形式及材料选择,一、蜗杆传动的失效形式和设计准则,1,、失效形式,由于材料和结构的原因,蜗杆螺旋部分的强度总是,高于蜗轮轮齿的强度,所以失效常发生在蜗轮轮齿上。,蜗轮传动其主要失效形式是蜗轮齿面的胶合、点蚀,和磨损。,2,、设计准则,对于闭式蜗杆传动，通常按接触疲劳强度设计，再,进行蜗杆传动热平衡计算。如果是冲击载荷，还要校,核齿轮的弯曲疲劳强度。,机械技术应用基础,2,、蜗杆、蜗轮的材料选择,有足够的强度和良好的减摩、耐磨和抗胶合的能力。,实践表明，较理想的蜗杆副材料是：青铜蜗轮齿圈匹配淬硬磨削的钢制蜗杆。,（,1,）蜗杆材料,一般蜗杆,:45,钢、,40Cr,等，经表面淬火或调质处理。,高速重载,:20Cr,、,20CrMnTi,等，经渗碳淬火和磨削。,（,2,）蜗轮材料,锡青铜：,ZCuSnl0Pl,等，性能最好，但价格较高,常用于,v,s,3m/s,的重要传动；,铝铁青铜：,ZCuAl10F,e,3,价格便宜,但性能不如锡青铜一般用于,v,s,6m/s,的传动；,灰铸铁：,HT200,等，用于,v,s,2m,s,的不重要场合。,机械技术应用基础,由于蜗杆传动相对滑动速度大,发热量大,若不及,时散热,则会导致润滑不良而使轮齿磨损加剧,甚至,产生胶合,因此,对闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。,蜗杆传动转化为热能所消耗的功率,P,s,为,:,P,s=1000(1-,),P,1,W,P,1,蜗杆的输入功率，,KW;,蜗杆传动的效率,.,5.4,蜗杆传动的效率与热平衡计算,机械技术应用基础,经箱体散发热量的相当功率,P,c,为,:,P,c=,k,s.,A,(,t,1,-,t,0,),k,s,散热系数，一般取,10,17,，通风良好取大值；,A,箱体散热面积，,m,2,;,t,1,润滑油的工作温度，通常允许油温,t,1,=60,70,最高不超过,80,。,t,0,周围空气温度，常温情况下可取,20,。,机械技术应用基础,达到平衡时,P,s=,P,c,因此可得到热平衡时润滑油的,工作温度,t,1,的计算公式,:,散热措施,如果润滑油的工作温度超过许用值,则可采用下述冷却,措施,:,(1),增加散热面积。合理设计箱体结构,在箱体上铸出,或焊上散热片。,(2),提高表面传热系数。在蜗杆轴上装置风扇,或在箱,体池内装设蛇形冷却水管,或用循环油冷却,机械技术应用基础,蜗杆传动的散热方法,