蜗杆传动教学课件PPT

下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录音乐欣赏本章目录本章目录基本内容基本内容重点难点重点难点教学要求教学要求问题思考问题思考总目录总目录结结 束束 蜗杆传动是机械传动中的一种蜗杆传动是机械传动中的一种重要型式，研究蜗杆传动时所涉及重要型式，研究蜗杆传动时所涉及的理论知识与齿轮传动有许多相同的理论知识与齿轮传动有许多相同之处。由于蜗杆传动本身具有的特之处。由于蜗杆传动本身具有的特点，使其研究理论与齿轮传动又有点，使其研究理论与齿轮传动又有许多不同之处。许多不同之处。下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 本章目录本章目录1. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点2. 2. 蜗杆传动的主要失效形式蜗杆传动的主要失效形式3. 3. 蜗杆蜗轮的常见结构蜗杆蜗轮的常见结构4. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算5. 5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 教学要求下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录1. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点一、蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的类型二、蜗杆传动的特点二、蜗杆传动的特点4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。3、可实现自锁；2、传动平稳、噪声低；1、实现大传动比；单击单击单击单击单击单击继续下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录返回原处圆柱蜗杆传动下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录返回原处环面蜗杆传动下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录返回原处 锥蜗杆传动下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录三、主要参数及几何尺寸：三、主要参数及几何尺寸：1. 压力角压力角 ：标准压力角：标准压力角 = 20 蜗杆模数蜗杆模数 （GB10088-88）mm 第一系列第一系列1;1.25;1.6;2;2.5;3.15;4;5;6.3;8;10;12.5;16;20;25;31.5;40 第二系列第二系列1.5；3；3.5；4.5 ; 5.5 ; 6 ; 7 ; 12 ;14 3. 导程角导程角 1： tg 1 = l d1= z1 px1 d1= mz1d1 z1 螺旋线头数；螺旋线头数； l 导程；导程； px1 轴向齿距；轴向齿距； d1 分度圆直径。分度圆直径。1. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点2. 模数模数 m ：m应符合标准蜗杆模数应符合标准蜗杆模数下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录7. 中心距中心距 a ： a = r1+ r2= m（q+ z2）24. 分度圆直径分度圆直径d1与直径系数与直径系数q： d1 须符合标准值，且与须符合标准值，且与m匹配。匹配。 令令 d1/ m= q 蜗杆直径系数。蜗杆直径系数。 则则 d1= m q5. 蜗轮齿数蜗轮齿数 z2及蜗杆头数及蜗杆头数 z1： 传动比传动比 i12= 1 2= z2z1 推荐推荐z1= 1、2、4、6， 则则 z2= iz16. 蜗轮分度圆直径蜗轮分度圆直径d2 ：d2= mz21. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录2. 正确啮合条件：正确啮合条件： 蜗轮端面模数蜗轮端面模数mt2= 蜗杆轴面模数蜗杆轴面模数 mx1= m； 蜗轮端面压力角蜗轮端面压力角 t2= 蜗杆轴面压力角蜗杆轴面压力角 x1 = ； 蜗轮螺旋角蜗轮螺旋角 2 = 蜗杆导程角蜗杆导程角 1 （旋向相同）。（旋向相同）。1. 中间平面中间平面 过蜗杆轴线并垂直过蜗杆轴线并垂直 于蜗轮轴线的平面。于蜗轮轴线的平面。四、四、 正确啮合条件：正确啮合条件：1. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录1. 1. 蜗杆传动的类型及特点蜗杆传动的类型及特点五、蜗杆蜗轮转向的判断1 1、判断蜗杆的旋向；、判断蜗杆的旋向；2 2、判断蜗轮啮合点的速度方向；、判断蜗轮啮合点的速度方向； 左旋用右手法则； 右旋用左手法则。3 3、判断蜗轮的转向。、判断蜗轮的转向。下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录2. 2. 蜗杆传动的主要失效形式蜗杆传动的主要失效形式一、主要失效形式开式传动闭式传动单击单击单击单击单击单击单击单击二、设计准则二、设计准则 开式传动：开式传动：主要保证蜗轮齿根弯曲疲劳强度闭式传动：闭式传动：主要保证蜗轮齿面接触疲劳强度及 传动的热平衡。继续继续下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录蜗轮轮齿折断返回原处下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录蜗轮齿面磨损返回原处下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录蜗轮齿面胶合返回原处下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录蜗杆齿面点蚀返回原处下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录三、常用材料三、常用材料蜗杆高速重载高速重载低碳合金钢低碳合金钢+ +渗碳淬火渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢中碳钢或中碳合金钢+ +表面淬火表面淬火低速中载低速中载中碳钢中碳钢+ +调质调质蜗轮v vs s3 3 mm/ /s s 重要传动重要传动铸造锡青铜铸造锡青铜v vs s4 4 m/sm/s 一般传动一般传动铸造铝铁青铜铸造铝铁青铜v vs s2 2 m/sm/s 不重要传动不重要传动灰铸铁灰铸铁2. 2. 蜗杆传动的主要失效形式蜗杆传动的主要失效形式下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录3. 3. 蜗杆蜗轮常见结构蜗杆蜗轮常见结构 蜗杆结构下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 蜗轮结构 整体式整体式 拼铸式拼铸式 螺栓联接式螺栓联接式 齿圈式齿圈式组合式组合式3. 3. 蜗杆蜗轮常见结构蜗杆蜗轮常见结构下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录4. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算一、受力分析coscos2coscos2222122122211121nnantrrtaatdTFFtgFFFdTFFdTFF蜗杆上圆周力与其啮合点速度方向相反；蜗轮上的圆周力与其啮合点运动方向相同；径向力指向各自的轮心。单击单击下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 二、强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度计算校核计算公式设计计算公式32232)(HEAHAEHZZTKaaTKZZKA 使用系数，使用系数，意义及确定方法同直齿轮。H 蜗轮许用接触应力。蜗轮许用接触应力。ZE 弹性系数。弹性系数。Z 接触系数，接触系数，考虑齿面曲率和接触线长度对 接触应力的影响。根据齿形和d1/a值查图。继续继续4. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录minlimHHhnHSZZ蜗轮齿面许用接触应力的确定：蜗轮齿面许用接触应力的确定：Zn转速系数。转速系数。当转速不变时，812)18(nZnZh寿命系数。寿命系数。6.1)25000(61hhLZLh载荷不变时的寿命时数。返回原处返回原处SHmin接触强度的最小安全系数，接触强度的最小安全系数， SHmin=11.34. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录返回原处返回原处蜗轮材料的力学性能及设计数据下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录返回原处返回原处接触系数Z用于ZI型蜗杆用于ZC型蜗杆d1/a值 蜗杆传动d1/a值的选取接触系数Z的选取下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 二、强度计算校核计算公式FAFdmbTK2222 F F 蜗轮的许用弯曲应力。蜗轮的许用弯曲应力。minlimFFFSSFmin弯曲强度的最小安全系数。 SFmin=1.4注：蜗杆传动中中心距a、模数m、蜗杆分度圆 直径d1均应符合标准值。4. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录三、蜗杆的刚度计算4832121yLEIFFyrty y蜗杆轴的最大挠度。蜗杆轴的最大挠度。F Ft1 t1蜗杆所受的圆周力。蜗杆所受的圆周力。 F Fr1 r1蜗杆所受的径向力。蜗杆所受的径向力。E E蜗杆材料的弹性模量。蜗杆材料的弹性模量。I I 蜗杆危险截面的惯性矩。蜗杆危险截面的惯性矩。I=df14/64，df1蜗杆齿根圆直径。LL蜗杆两端支承间的跨距。蜗杆两端支承间的跨距。 初步计算时可取L 0.9d2 d2蜗轮分度圆直径。 y y 许用最大挠度。许用最大挠度。 y=d1/100, d1蜗杆分度圆直径。4. 4. 蜗杆传动的承载能力计算蜗杆传动的承载能力计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录一、蜗杆传动的效率= 1 .2. 3 1 1啮合效率。啮合效率。)(1vtgtgv当量摩擦角，可根据滑动速度vs选取，cos100060cos111ndvvs蜗杆分度圆导程角； 2 2轴承效率。轴承效率。 3 3搅油效率。搅油效率。d1蜗杆分度圆直径；n1蜗杆的转速。z1=1, z1=2, z1=4 z1=6=0.7 =0.8 =0.9 =0.95估算总效率总效率 一般取2 .3=0.950.965. 5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录二、蜗杆传动的润滑二、蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法5. 5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 热平衡条件：热平衡条件：单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2)1 (10001PH)(02adttSHCSPttda80)1 (10000 三、蜗杆传动的热平衡计算三、蜗杆传动的热平衡计算P P蜗杆传动的功率蜗杆传动的功率。 d d箱体表面散热系数。箱体表面散热系数。S S有效散热面积。有效散热面积。t t0 0油的工作温度。油的工作温度。t ta a周围空气温度。周围空气温度。5. 5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录 三、蜗杆传动的热平衡计算三、蜗杆传动的热平衡计算提高散热能力的措施提高散热能力的措施 加散热片以增大散热面积。 在蜗杆轴端加风扇以加速空气流通。 在传动箱内装循环冷却管路。5. 5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录重点与难点重点与难点1 1、蜗杆传动的失效形式和设计准则；、蜗杆传动的失效形式和设计准则；7 7、蜗杆、蜗轮结构。、蜗杆、蜗轮结构。6 6、蜗杆传动的效率。、蜗杆传动的效率。5 5、蜗杆传动的刚度计算和热平衡计算；、蜗杆传动的刚度计算和热平衡计算；4 4、蜗杆传动强度计算特点及强度计算公式的应用；、蜗杆传动强度计算特点及强度计算公式的应用；3 3、蜗杆传动的受力分析；、蜗杆传动的受力分析；2 2、蜗杆传动对材料的要求及蜗杆、蜗轮常用材料；、蜗杆传动对材料的要求及蜗杆、蜗轮常用材料；下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录本章思考题下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录本章思考题下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录本章思考题下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录本章思考题下一页下一页上一页上一页退退 出出分目录分目录