《蜗杆传动上课版》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,*,*,蜗杆传动,10-1,蜗杆传动概述,蜗杆传动用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为,90,。,1,蜗杆传动概述,1,传动比大，一般,i,=1080,，最大,1000,；,2,重合度大，传动平稳，噪声低；,4,齿面的相对滑动速度大，效率低；,主要用于,中小功率，间断工作,的场合。,广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。,一、蜗杆传动的特点：,3,结构紧凑，可实现反行程自锁；,1,、按蜗杆形式分类,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆,锥蜗杆,二、蜗杆传动的类型,2,按刀具加工位置分,阿基米德蜗杆,法向直廓蜗杆,渐开线蜗杆,蜗杆传动的,类型,蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，,传动平稳,；齿面利于润滑油膜形成，传动,效率较高,；,重合度大；承载能力和效率较高。,阿基米德蜗杆,（,ZA,蜗杆）,渐开线蜗杆,（,ZI,蜗杆）,法向直廓蜗杆,（,ZN,蜗杆）,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动,锥蜗杆传动,二、蜗杆传动的类型,本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。,蜗杆传动概述,其齿面一般是在车床上用直线刀刃的,车刀切制而成，车刀安装位置不同，,加工出的蜗杆的齿廓形状不同。,2,、按蜗杆头数分,单头,蜗杆：,i,，自锁性，,多头,蜗杆：,3,、按旋向分,左旋,右旋,一般采用,右旋,一,蜗杆传动的失效形式,1.,齿面间相对滑动速度,v,；,蜗杆传动摩擦磨损严重。,2,.,齿轮的失效形式,2,蜗杆传动的失效形式 材料 结构和精度,蜗轮,齿面的,胶合,、,磨粒磨损,（最终导致,断齿）等。,3,蜗杆传动的计算准则,对于闭式蜗轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度。,对于开式蜗轮传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数,z,2,大于,90,时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。,由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效率低，对闭式蜗杆传动还必须作,热平衡计算，,以免发生胶合失效。,适用于齿面滑动速度 较高的传动。,4.,常用材料,蜗杆,的常用材料为,碳钢,和,合金钢,锡青铜：,铝青铜：,灰铸铁：,蜗轮,常用材料有：,8 m/s,的场合。（,抗胶合能力差,）,2 m/s,的场合。,（,抗胶合能力强，抗点蚀能力差,）,基本要求：足够的强度、减摩擦、耐磨和抗胶合。,热处理,硬面蜗杆,：,首选,淬火磨削,调质蜗杆,：,缺少磨削设备时选用,。,v,s,减摩性,、,强度,不能都用硬材料,5,蜗杆和蜗轮的结构,蜗杆的结构,由于蜗杆的直径不大，所以常和轴做成一个整体,(,蜗杆轴,),。,无退刀槽，加工螺旋部分时只能用,铣制,的办法。,有退刀槽，螺旋部分,可用车制，也可用铣制加工,，但该结构的刚度,较前一种差。,当蜗杆的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。,蜗杆和蜗轮的结构,2,蜗杆和蜗轮的结构,蜗轮的结构,为了减摩的需要，,蜗轮通常要用青铜制作,。为了节省铜材，当蜗轮直径较大时，采用,组合式蜗轮,结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：,整体式蜗轮,配合式蜗轮,拼铸式蜗轮,螺栓联接式蜗轮,组合式蜗轮,6,普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择,高 低,精度等级,1,，,2,，,，,6,，,7,，,8,，,9,，,10,，,11,，,12,远景 常用,1,级精度最高，其余等级依次降低，,12,级为最低，,69,级精度应用最多,6,级精度传动一般用于中等精度的机床传动机构，圆周速度,v,2,5m/s,7,级精度用于中等精度的运输机或高速传递动力场合,速度,v,2,7.5m/s,8,级精度一般用于一般的动力传动中，圆周速度,v,2,3m/s,9,级精度一般用于不重要的低速传动机构或手动机构,3,蜗杆传动的主要参数与几何尺寸,主平面,(,中间平面）,：,通过蜗杆轴线并与垂直于蜗轮轴线的平面。,是,蜗杆的轴面,是,蜗轮的端面,ZA,蜗杆传动在主平面内，相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。,蜗杆传动的设计计算,都是以中间平面内的,参数和几何关系为标准。,一、基本齿廓,中间平面上基本齿廓和渐开线齿轮基本齿廓基本相同。,、,二、模数,m,正确啮合条件：,轴向,端面,标准值,(,与齿轮不同,表,13.4),蜗杆导程角,三、齿形角,刀具基准齿形的齿形角：,阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆：轴向齿形角,法向直廓蜗杆：法向齿形角,3,蜗杆传动的主要参数与几何尺寸,四、蜗杆分度圆直径,d,1,刀具数量,同一,m,的蜗杆，应对直径,d,1,进行限制,d,1,为标准值,d,1,p,x,p,x,加工蜗轮时的滚刀与尺寸与与之啮合的蜗杆尺寸相同，但,m,一定时，由于,z,1,和,的变化，,d,1,是变化的，即需要配备很多加工蜗轮的滚刀。,d,1,m,正确啮合条件,：,m,x,1,=,m,t,2,=,m,=,（,蜗轮、蜗杆旋向相同,）,x1,=,t2,=20,主要参数与几何尺寸,五、蜗杆导程角,制造困难,传递,动力,时,:,头数,z,1,采用,多头蜗杆,传递,运动,时,:,保证自锁,(),z,1,采用,单头蜗杆,六、蜗杆直径系数,q,d,1,、,m,为标准值,q,为导出值,不一定为整数。,m,一定时，,q,d,1,蜗杆刚度,z,1,一定时，,q,，自锁性,小,m,蜗杆选用大,q,，保证强度和刚度适于小,P,大,m,蜗杆选用小,q,，保证效率适于大,P,七、,z,1,、,z,2,蜗杆,头数,z,1,：蜗杆上蜗旋线的数目。,z,1,=1,、,2,、,4,、,6,等,传递动力：,（传动平稳性，避免根切）,(z,2,d,2,蜗杆轴长,刚度,),一般取,z,2,=3280,z,1,z,2,：,互质,均匀磨损,八、,i,、,u,蜗杆主动时,:,z,1,g,效率,，但加工困难。,z,1,传动比,i,，但传动效率,。,九、中心距,a,（,应按系列值选取,）,十、变位系数,1,、变位目的：配,凑中心距,；,凑传动比,。,2,、变位方法：与齿轮变位相同,靠,刀具的移位,实现变位。,故：蜗杆尺寸不能变动，,只能对蜗轮变位,加工蜗轮时的滚刀与蜗杆尺寸相同，加工时滚刀只作径向移动，尺寸不变。,3,变位类型,1,）,齿数不变，凑,a,x0,，正变位,x0,负变位,2,）,a,不变，齿数变化，凑,i,凑,i,：（,a,不变，,）,x,0,齿数,x,0,齿数,普通圆柱蜗杆传动与齿轮传动的区别：,传动比,i,斜齿齿轮传动,蜗杆传动,i,=,d,2,/,d,1,i,d,2,/,d,1,m,、,法面为标准值,中间平面为标准值,1,=-,2,=,旋向相同,d,1,d,1,=,m,n,z,1,/cos,d,1,=,mq,且为标准值,一、蜗杆传动的受力分析,轮齿所受的法向力,F,n,，可分解为：,切向力,F,t,、径向力,F,r,、轴向力,F,a,。,在不计摩擦力时，有以下关系：,式中：,n,蜗轮的法向压力角，,T,2,蜗轮的转矩，,蜗杆传动的设计计算,方向判定：,1,）蜗轮转向,已知：,n,1,、旋向,n,2,左、右手定则：四指,n,1,、拇指,反,向：啮合点,v,2,n,2,2,）各分力方向,F,r,：,指向各自轮心,F,t,蜗杆,与,n,1,反向,蜗轮,与,n,2,同向,F,a,蜗杆,：,左、右手定则,蜗轮：,n,2,n,1,3,）旋向判定,蜗轮与蜗杆旋向相同,。,v,2,练习：,n,1,F,r1,F,r2,F,t1,x,F,a2,F,a1,F,t2,右旋,n,2,练习,右旋,求蜗杆的旋向？,F,a,1,求蜗杆的转向？,练 习,已知：蜗杆轴,为输入，大锥齿轮轴,为输出，轴,转向如图。,试：确定蜗轮旋向。,1.n,4,n,3,n,2,F,t2,F,a2,2.F,a3,F,a2,F,t1,n,1,蜗轮右旋,n,4,输出,1,2,3,4,蜗杆右旋,作业,：,证明：能自锁的蜗杆传动，其效率小于,0.5,件,1,为主动件，根据已知条件对各件进行受力分析，判断各轴的转向和各件的螺旋线方向。要求使中间轴受力最小。,31,可编辑,感谢下载,