第6章窝杆传动课件

,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,*,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,*,第6章窝杆传动,第6章窝杆传动第6章窝杆传动蜗杆传动 概述,普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算,普通圆柱蜗杆传动承载能力计算,圆弧圆柱蜗杆传动设计计算,普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,环面蜗杆传动,蜗杆传动的现状及发展方向,114“技术文件”指本合同附件二中规定的与合同设备的操作、维护、调试和检验有关，以及与合同产品的制造有关的所有技术指标、图纸、说明、数据和其它文件。,第6章窝杆传动第6章窝杆传动第6章窝杆传动蜗杆传动 概述1,蜗杆传动,概述,普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算,普通圆柱蜗杆传动承载能力计算,圆弧圆柱蜗杆传动设计计算,普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,环面蜗杆传动,蜗杆传动的现状及发展方向,蜗杆传动 概述,2,1 概述,组成,：,作用,：传递空间交错轴间的运动和动力，两交错轴间的夹角可为任意值，通常为90,0,。,1 概述组成：,3,1.1 蜗杆传动的特点,1传动比大、结构紧凑,i=680（传递动力），i可达到1500（只传递运动的分度,机构）；传动比大，零件数少，结构紧凑。,2传动平稳、无噪声,蜗杆是连续的螺旋齿，逐渐进入啮合和退出啮合的，啮合,的齿对多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。,3能实现反行程自锁,蜗杆作主动件，蜗杆带动蜗轮。自锁条件：蜗杆的导程角,小于啮合面的当量摩擦角,V,。,4齿面上相对滑动速度大，因此摩擦大，发热大，效率低。,当蜗杆作主动件时，0.70.8；当传动具有自锁性,时，0.4。,1.1 蜗杆传动的特点,4,1.2 蜗杆传动的类型,根据蜗杆形状分为：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动。,a）圆柱蜗杆传动 b）环面蜗杆传动 c）锥蜗杆传动,1.2 蜗杆传动的类型 a）圆柱蜗杆传动 b）,5,圆柱蜗杆传动分为：,普通圆柱蜗杆传动,和,圆弧圆柱蜗杆传动,1.普通圆柱蜗杆传动,普通圆柱蜗杆的齿面可在车床上用直线刀刃的车刀车制。根据车刀安装位置的不同，可加工出不同的齿廓形状。根据齿廓形状，普通圆柱蜗杆可分为：,（1）阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）,（2）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）,（3）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）,（4）锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）,2.圆弧圆柱蜗杆传动（ZC蜗杆）,圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动相似，只是齿廓形状不同。,圆柱蜗杆传动分为：普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动,6,阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）,轴面齿廓为直线,第6章窝杆传动课件,7,法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）,法面齿廓为直线,法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）,8,渐开线蜗杆（ZI蜗杆）,端面齿廓为渐开线,渐开线蜗杆（ZI蜗杆）,9,锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）,第6章窝杆传动课件,10,2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择,中间平面,：过蜗杆轴线且与蜗轮轴线相垂直的平面。,蜗杆传动在中间平面上相当于齿条与齿轮的啮合传动，故取中间平面上的参数（模数、压力角等）和尺寸（齿根顶圆、分度圆等）为基准，并采用齿轮传动的计算关系。,2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算2.1 普通圆,11,蜗杆传动的主要参数：m、z,1,、z,2,、蜗杆的直径d,1,等，进行蜗杆传动设计时，首先要正确地选择这些参数。,1m和,蜗杆传动的正确啮合条件：在中间平面上，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即,把中间平面上的模数和压力角规定为标准值，则,阿基米德蜗杆的,x,（轴向压力角为20,0,），其余三种（法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆、锥面包络蜗杆）的法向压力角,n,为标准值20,0,。,蜗杆传动的主要参数：m、z1、z2、蜗杆的直径d1等，进,12,2蜗杆头数z,1,和蜗轮齿数z,2,蜗杆传动的传动比，i=n,1,/n,2,=z,2,/z,1,z,1,可根据传动比和效率选定，单头蜗杆可实现大传动比，但低，易自锁，多头蜗杆可提高，但蜗杆头数过多，又会给加工带来困难。,z,1,：若传动比大，且要求自锁时，z,1,=1；若要求高，传递功率大，z,1,可取24，常用,2或4,。,蜗轮齿数z,2,=iz,1,z,2,过小易产生根切，为避免根切和保证传动平稳，通常,z,2,28,；z,2,过大，尺寸增加与之啮合的蜗杆长度也随之增加，致使蜗杆刚度不足，影响正常啮合，,z,2,80,。,2蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2,13,3蜗杆的分度圆直径d,1,和导程角,把d,1,与m的比值称为蜗杆直径系数q，即q=d,1,/m,蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角称为导程角,（p,x,蜗杆轴向齿距）,3蜗杆的分度圆直径d1和导程角,14,4蜗杆的螺旋角,1,与蜗轮螺旋角,2,在中间平面内，蜗杆传动相当于斜齿条和斜齿轮传动，且,1,、,2,同向，,1,+,2,=90,0,，=,2,；斜齿轮：,1,=,2,，旋向相反。,5中心距,当蜗杆的节圆和分度圆重合时为标准传动，这时蜗杆与蜗轮间的中心距也为标准中心距a。,4蜗杆的螺旋角1与蜗轮螺旋角2,15,2.2 蜗杆传动变位的特点,普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是配凑中心距或传动比，使之符合标准值或推荐值。为了保持刀具尺寸不变，不能改变蜗杆的尺寸，因而只能对,蜗轮进行变位,。,凑中心距时，蜗轮变位系数x,2,为,凑传动比时，变位前、后的传动中心距不变，即a=a，用改变蜗轮齿数z,2,来达到传动比略作调整的目的。变位系数x,2,为,2.2 蜗杆传动变位的特点,16,2.3 蜗杆传动的几何尺寸计算,2.3 蜗杆传动的几何尺寸计算,17,3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算,3.1 蜗杆传动的失效形式及常用材料,1、失效形式,失效形式：点蚀、齿根折断、齿面胶合、磨损，无塑性变形。,闭式传动：胶合、点蚀；,开式传动：磨损、齿根折断。,开式蜗杆传动多发生齿面磨损和轮齿折断，因此，应以保证轮齿弯曲疲劳强度进行计算。,闭式蜗杆传动多因齿面胶合或点蚀而失效。因此，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，按轮齿弯曲疲劳强度进行校核。另外，还应作热平衡计算。,蜗杆传动为防止蜗杆轴变形过大而影响啮合状况，还须进行蜗杆轴刚度计算。,3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算3.1 蜗杆传动的失效形,18,2、常用材料,材料的,基本要求,：足够的强度、磨合和耐磨性。,蜗杆,：碳钢或合金钢,高速重载,：15Cr、20Cr并经渗碳淬火，或40、45、40Cr并经,淬火，以提高表面硬度，增加耐磨性，要求淬火,后的硬度达到4055HRC，经氮化后的硬度为,5562HRC。,低速中载,：40、45，调质，硬度220300HBS；,蜗轮,：铸造锡青铜ZCuSn10P1，ZCuSn5Pb5Zn5，用于v,S,12m/s的,重要传动；,铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe3，用于一般用途，v,S,10m/s;,灰铸铁HT150、HT200：用于v,S,27,0,以后，增,加缓慢，当45,0,时，下降）。,当一定时，,V,，,当v,S,越大时，,V,越小，但只有在润滑条件良好的情况,下，才能采取增大v,S,，降低,V,以提高的措施。,注,：当蜗杆传动处于多级传动中时，为了提高，往往将其放在高速级，甚至把蜗杆与电动机直接连接，目的是为了提高v,S,，从而提高传动效率。,但在设计之初，为了计算T,2,，值可作如下估取,（T,2,=T,1,i,）,z,1,=1，=0.70；,z,1,=2，=0.8；,z,1,=4，=0.9。,影响效率因素：、V,35,5.2 蜗杆传动的润滑,蜗杆的圆周速度,v,1,10 m/s时，可采用浸油润滑,下置蜗杆,:一般浸油深度为蜗杆的一个齿高；但,油面又不应超过滚动轴承最低滚动体的,中心。,上置蜗杆,:不得已才采用；浸油深度可为蜗轮半径,的1/6-1/3。,v,1,10 m/s时，就必须采用压力喷油润滑,喷油嘴宜放在啮出侧；蜗杆正反转时，两边都要 装喷油嘴，而且要控制一定的油压。,5.2 蜗杆传动的润滑,36,5.3 蜗杆传动的热平衡计算,1目的：对于闭式传动，若散热性能不好，必须进行热平衡,计算，为防止胶合或急剧磨损。,2理论依据,热平衡条件,：单位时间内蜗杆传动所产生的热量,1,同一时间内箱体的散热量,2,。,式中K,t,箱体表面的传热系数，K,t,=（8.717.5）W/(m,2,.,0,C)；,A内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面又可为周围空气,冷却的箱体表面面积；t,1,油的工作温度；t,0,周围空气温,度，可取20,0,。t,p,：油的许用工作温度（）=60,0_,70,0,C，,最高90,0,C。,5.3 蜗杆传动的热平衡计算,37,3如果t,1,t,p,可采取下列冷却措施,1）加散热片以增大散热面积；,2）在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通；,3）在传动箱内装循环冷却管路。,4）采用压力喷油润滑冷却。,3如果t1tp可采取下列冷却措施,38,6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,蜗杆螺旋部分的直径不大，常和轴做成整体，a）结构无退刀槽用铣制方法加工螺旋部分，b）结构有退刀槽可用车制、铣制方法加工螺旋部分。,6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 蜗杆螺旋部分的直径不大，常和,39,蜗轮结构：,1）齿圈式：,2）螺栓联接式：,3）整体浇铸式：,4）拼铸式：,蜗轮结构：,40,7 环面蜗杆传动,7.1 直廓环面蜗杆传动(TSL型),7.2 平面包络环面蜗杆传动,7.3 锥面包络环面蜗杆传动,7 环面蜗杆传动7.1 直廓环面蜗杆传动(TSL型),41,8 蜗杆传动的现状及发展方向,8.1 蜗杆传动的现状,8.2 改善蜗杆传动质量的途径与措施,8 蜗杆传动的现状及发展方向8.1 蜗杆传动的现状,42,谢谢观看,谢谢观看,43,