蜗杆蜗轮传动

第五节第五节 蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动 蜗杆传动蜗杆传动知识点知识点蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的失效形式和计算准则蜗杆传动的失效形式和计算准则蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算技能点技能点蜗杆传动的主要参数及其选择蜗杆传动的主要参数及其选择能设计简单的蜗杆传动能设计简单的蜗杆传动教教 学学 内内 容容研究对象：以阿基米德蜗杆传动为主研究对象：以阿基米德蜗杆传动为主研究内容：蜗杆传动的类型、特点、主要参研究内容：蜗杆传动的类型、特点、主要参数和几何尺寸计算的方法，分析蜗杆传动的数和几何尺寸计算的方法，分析蜗杆传动的失效形式与设计准则，设计的思路和方法，失效形式与设计准则，设计的思路和方法，以及安装和维护方面应注意的问题。以及安装和维护方面应注意的问题。重点：蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算重点：蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。用于传递空间两蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。用于传递空间两交错轴之间的运动和动力。通常两轴交错角为交错轴之间的运动和动力。通常两轴交错角为90，一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。，一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。1. 1.蜗杆传动的组成蜗杆传动的组成 第一讲第一讲 蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型和特点优点：优点： 1. 1.传动比大。传动比大。i= 10 10 4040，最大可达，最大可达8080。 若只若只传递运动，传动比可达传递运动，传动比可达10001000。 2. 2.传动平稳、噪声小。传动平稳、噪声小。 3.3.可制成具有自锁性的蜗杆。可制成具有自锁性的蜗杆。 缺点：缺点： . .效率较低。效率较低。=0.7=0.70.80.8。 . .蜗轮造价较高。蜗轮造价较高。用途：用途：蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能的场合。的场合。 2.2.蜗杆传动的特点和用途蜗杆传动的特点和用途 按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。其中圆柱蜗杆传动应用最广。其中圆柱蜗杆传动应用最广。3.3.蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型 第一讲第一讲 蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型和特点圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为渐开线蜗杆和阿基米圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。德蜗杆。阿基米德蜗杆（阿基米德蜗杆（ZAZA型）型）垂直于轴线平面的齿廓为阿基垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，过轴线的平面内齿廓为直线，加工简单，精度米德螺线，过轴线的平面内齿廓为直线，加工简单，精度较低。（轴向直廓蜗杆）较低。（轴向直廓蜗杆）渐开线蜗杆（渐开线蜗杆（ZIZI型）型）刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿为渐开线，适于较高速度和较大的功率。面齿为渐开线，适于较高速度和较大的功率。3.3.蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型 蜗杆传动的实物蜗杆传动的实物第二讲第二讲 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。平面。 在中间平面内，普通圆柱蜗杆传动相当于渐在中间平面内，普通圆柱蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿条的啮合传动，所以设计计算都开线齿轮与齿条的啮合传动，所以设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准，并沿用圆以中间平面的参数和几何关系为准，并沿用圆柱齿轮传动的计算关系。柱齿轮传动的计算关系。1.蜗杆传动的主要参数及其选择蜗杆传动的主要参数及其选择第二讲第二讲 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算(1)(1)模数模数mm和压力角和压力角 规定：蜗轮、蜗杆在中间平面的模数和压力角为标准规定：蜗轮、蜗杆在中间平面的模数和压力角为标准值。值。 t2a1t2a1mmm(2) (2) 蜗杆头数蜗杆头数Z Z1 1 ，蜗轮齿数，蜗轮齿数Z Z2 2和传动比和传动比i i单头蜗杆（单线蜗杆）单头蜗杆（单线蜗杆）: : 蜗杆蜗杆上只有一条螺旋线，即在端上只有一条螺旋线，即在端面上只有一个轮齿。面上只有一个轮齿。双头蜗杆（双线蜗杆）双头蜗杆（双线蜗杆）: :蜗杆蜗杆上有两条螺旋线，蜗杆螺旋上有两条螺旋线，蜗杆螺旋线头数即为齿数。线头数即为齿数。常取常取Z Z1 1 =1 =1，2 2，4 4，6 6， Z Z2 2根据传动比而定。根据传动比而定。一般情况下遵循的原则一般情况下遵循的原则: :1) 1)传递运动，要求传动比大，传递运动，要求传动比大， Z1 1取小值。取小值。 2)2)传递动力传递动力 ， Z1 1取大值取大值 ，传动效率和承载，传动效率和承载 能力高；能力高； Z1 1太多，蜗杆加工困难。太多，蜗杆加工困难。 蜗轮齿数蜗轮齿数Z2应根据传动比应根据传动比 i 和和Z1 1选取。不宜选取。不宜大于大于8080。蜗杆传动传动比蜗杆传动传动比i (i=ni (i=n1 1/n/n2 2=Z=Z2 2/Z/Z1 1) )(3)(3)蜗杆中圆直径蜗杆中圆直径d d1 1及蜗杆直径系数及蜗杆直径系数q qmdq1qz1tan即即: :当当Z Z1 1、q q已知时，螺旋线升角已知时，螺旋线升角即为定即为定值。值。(4)(4)蜗杆螺旋线升角蜗杆螺旋线升角mzPzLa11111111tandmzdmzdL第三讲第三讲 蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的失效形式1 1、蜗杆传动的失效形式、蜗杆传动的失效形式 由于蜗杆传动齿面间相对滑动速度大，发热由于蜗杆传动齿面间相对滑动速度大，发热量大而效率低，其失效形式主要是：齿面胶量大而效率低，其失效形式主要是：齿面胶合，磨损和齿面点蚀。合，磨损和齿面点蚀。对于开式传动，或传动时载荷变动较大，或蜗对于开式传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数大于轮齿数大于90时，通常只需按齿根弯曲疲劳强时，通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行设计。度进行设计。此外，由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效此外，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，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。以免发生胶合失效。 2. 2. 蜗杆传动的材料蜗杆传动的材料原则：原则： 具有一定强度，具有一定强度， 良好的耐磨性和抗胶合良好的耐磨性和抗胶合的性能。的性能。第三讲第三讲 蜗杆传动的失效形式和计算准则蜗杆传动的失效形式和计算准则 (1) 蜗杆材料蜗杆材料 一般情况：一般情况：45、35SiMn、40Cr，表面淬火，表面淬火 HRC 4550 高速重载：高速重载：20Cr、15Cr、20CrMnTi， 渗碳渗碳淬火淬火 5662 HRC 低速轻载或不重要传动：低速轻载或不重要传动：45、40，调质，调质HBS 220300 (2) 蜗轮材料蜗轮材料 一般情况：一般情况：ZCuAl10Fe3 高速传动：高速传动：ZCuSn10Pl、 ZCuSn5Pb5Zn5 低速轻载或不重要传动：低速轻载或不重要传动：HT150、HT2002. . 蜗杆传动的材料蜗杆传动的材料3.蜗杆、蜗轮精度等级及标注蜗杆、蜗轮精度等级及标注. . 蜗杆和蜗轮的结构蜗杆和蜗轮的结构 (1)蜗杆结构蜗杆结构(2)蜗轮结构蜗轮结构车削蜗杆轴车削蜗杆轴 铣削蜗杆轴铣削蜗杆轴 整体式整体式 螺钉联接式螺钉联接式 螺栓联接式螺栓联接式 浇铸式浇铸式小结及作业小结及作业1. 1.蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型和特点.蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸计算3.3.蜗杆传动的主要参数及其选择蜗杆传动的主要参数及其选择作业:课后习题、