蝸桿傳動.ppt

第十三章 蝸桿傳動,13.1 概述,13.1.1 蝸桿傳動的特點和應用,蝸桿傳動是由蝸桿、蝸輪副組成的用以傳遞空間交錯軸間的運動和動力的一種機械傳動。通常軸交角為90。,主要特點 1、 能實現大傳動比 2、 沖擊載荷小、傳動平穩(wěn)，噪聲低 3、 具有自鎖性 4、 摩擦損失較大，效率低 5、 成本高,蝸桿傳動不適用于大功率和長期連續(xù)工作的傳動。,第十三章 蝸桿傳動,13.1.2 蝸桿傳動的分類,第十三章 蝸桿傳動,圓柱蝸桿傳動,第十三章 蝸桿傳動,環(huán)面蝸桿傳動,第十三章 蝸桿傳動,錐蝸桿傳動,第十三章 蝸桿傳動,1、普通圓柱蝸桿傳動,一般用于低速、輕載或不太重要的傳動。,用于蝸桿頭數較多，轉速較和較精密的傳動。,用于多頭精密蝸桿傳動。,第十三章 蝸桿傳動,2、圓弧圓柱蝸桿傳動(zc型),第十三章 蝸桿傳動,第十三章 蝸桿傳動,13.1.3 蝸桿傳動的精度,12個精度等級,第十三章 蝸桿傳動,13.2 蝸桿傳動的失效形式、材料選擇和結構,13.2.1蝸桿傳動的失效形式,失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。為蝸輪輪齒的齒面膠合、點蝕、磨損、輪齒折斷等。,蝸輪輪齒折斷,蝸輪齒面磨損,蝸輪齒面膠合,蝸桿齒面點蝕,13.2.2 材料選擇,中碳鋼+調質,鑄造錫青銅,鑄造鋁鐵青銅,灰鑄鐵和球墨鑄鐵,要求：強度足夠，減摩、耐磨、易跑合和抗膠合。,第十三章 蝸桿傳動,13.2.3 蝸桿蝸輪的結構,蝸桿制成蝸桿軸:,第十三章 蝸桿傳動,蝸輪結構：,13.3 圓柱蝸桿傳動的基本參數, 模數 m 和壓力角,中間平面 包含蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面,蝸輪加工 滾刀滾制，滾刀幾何參數同相配蝸桿,在中間平面內相當于齒條與齒輪的嚙合,在中間平面內,mx1 = mt2 = m,x1 = t2 = = 20,第十三章 蝸桿傳動, 蝸桿導程角與蝸輪螺旋角之關系,=90 時： =,且旋向相同, 蝸桿直徑系數 q 及分度圓直徑d1,d1 標準系列值,限制蝸輪滾刀數量，便于刀具標準化,蝸桿直徑系數：q = d1 / m, d1 = m q,q與導程角之關系：,第十三章 蝸桿傳動,當要求自鎖時，,為提高傳動效率，導程角選較大值，但導程角過大，加工困難且齒面間相對滑動速度也增大，磨損加速，故,z1 = 1、2、4、6, 蝸桿頭數 z1、蝸輪齒數 z2 及傳動比 i,i = n1/n2 = z2/z1,= d2 / d1 ?, d2 / d1,當要求傳動比大或要求自鎖時，z1=1，但 z1 少，效率低 為避免根切或傳遞功率較大時，z1=2、4、6， z1 過多,制造困難,z2 = i z1=28 100,常取 z2 = 32 80,且z2和z1最好互質。,中心距 a =(d1+d2)/2 = m(q+z2)/2,其他尺寸計算見表13.5,普通圓柱蝸桿傳動與斜齒圓柱齒輪傳動的區(qū)別：,傳動比 i ,齒輪傳動,蝸桿傳動,i = d2 / d1,i d2 / d1,m、 ,法面為標準值,中間平面為標準值, ,1= - 2, =, 旋向相同,d1 ,d1= mnz1/cos,d1=mq,且為標準值,第十三章 蝸桿傳動,13.3.10 變位系數,配湊中心距 變位前后，蝸輪的齒數不變，而傳動中心距改變。,第十三章 蝸桿傳動,改變傳動比 變位前后，蝸桿傳動中心距不變，而蝸輪齒數發(fā)生變化。,蝸桿傳動變位跟齒條齒輪傳動變位類似，蝸輪變位，蝸桿不變。變位后，蝸輪的分度圓與節(jié)圓仍然重合，只是蝸桿的節(jié)線不再與分度線重合。,蝸桿傳動變位的特點,蝸桿傳動變位的目的,為了配湊中心距或提高蝸桿傳動的承載能力及傳動效率。,第十三章 蝸桿傳動,第十三章 蝸桿傳動,13.5 蝸桿傳動受力分析和效率計算 13.5.1 蝸桿傳動中的作用力,大?。?方向： 與斜齒類似。,各力應畫在受力點上,fa1,ft2,fa2,ft1,第十三章 蝸桿傳動,13.5 蝸桿傳動受力分析和效率計算,13.5.2 蝸桿傳動的效率,功率損失有：,軸承摩擦損耗；,齒面間的嚙合摩擦損耗；,濺油損耗。,總效率為：,傳動嚙合效率1,蝸桿主動：,蝸輪主動：,第十三章 蝸桿傳動,相對滑動速度：,第十三章 蝸桿傳動,導程角是影響蝸桿傳動效率的主要參數之一，1隨 的增大而提高，當 =45-v/2 時，效率 1 最大。,一般取2 .3=0.950.96,第十三章 蝸桿傳動,13.6 圓柱蝸桿傳動的強度計算,閉式動力傳動：按接觸疲勞強度設計計算，確定傳動尺寸，再作彎曲疲勞校核計算，并進行熱平衡計算。 開式傳動：按彎曲疲勞強度進行設計計算，確定傳動尺寸。,13.6.1 初選d1/a 值,第十三章 蝸桿傳動,設計公式,13.6.2 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算,以赫茲公式為原始公式，按節(jié)點處嚙合條件來計算。,校核公式,第十三章 蝸桿傳動,13.6.3 蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算,13.7 蝸桿軸撓度計算,校核蝸桿的彎曲剛度,工作溫度80,13.8 溫度計算,13.8.1 潤滑油工作溫度,第十三章 蝸桿傳動,3、 在箱體油池中裝設蛇行冷卻水泵； 4、 采用壓力噴油循環(huán)潤滑。,13.8.2 冷卻方法和計算,熱平衡條件： 單位時間內發(fā)熱量h1=同時間內的散熱量h2,提高散熱能力的措施： 1、 合理設計箱體結構，以增大散熱面積；,2、 在蝸桿軸上裝置風扇，進行人工通風，以提高散熱系數；,3、 在箱體油池中裝設蛇行冷卻水管；,4、 采用壓力噴油循環(huán)潤滑。,一般情況下，采用浸油潤滑,vs 很大時，采用