蝸桿傳動重點(diǎn)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1蝸桿傳動重點(diǎn)蝸桿傳動重點(diǎn)(zhngdin)第一頁，共39頁。類類型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工用圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工用的車刀為圓弧刀刃。的車刀為圓弧刀刃。傳動特點(diǎn)：傳動特點(diǎn)：1）傳動效率高，一般可達(dá)傳動效率高，一般可達(dá)90%以上；以上；2）承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的1.52.5倍；倍；

2、3）結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型第2頁/共39頁第二頁，共39頁。類類型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型阿基米德螺線阿基米德螺線2單刀加工單刀加工軸面軸面 法面法面第3頁/共39頁第三頁，共39頁。

3、類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型雙刀加工雙刀加工阿基米德螺線阿基米德螺線法面法面第4頁/共39頁第四頁，共39頁。類類型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳

4、動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 漸開線蝸桿漸開線蝸桿(ZI)7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型漸開線蝸桿漸開線蝸桿漸開線漸開線基圓基圓軸面軸面第5頁/共39頁第五頁，共39頁。類類型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿

5、 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN)7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型dx延伸漸開線延伸漸開線車刀對中齒厚中心法面車刀對中齒厚中心法面 法面法面軸面軸面第6頁/共39頁第六頁，共39頁。類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK)

6、是一種非線性螺旋齒是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床面蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑削上加工，只能在銑削或磨削，加工時工件或磨削，加工時工件作螺旋運(yùn)動，刀具作作螺旋運(yùn)動，刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型2近似于阿基米德螺線近似于阿基米德螺線砂輪砂輪第7頁/共39頁第七頁，共39頁。類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面

7、包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動特點(diǎn)：環(huán)面蝸桿傳動特點(diǎn)： （1）傳動效率高，一般可達(dá)傳動效率高，一般可達(dá)85 % 90%；（2）承載能力高，約為承載能力高，約為阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿的的24倍；倍；（3）要求制造和安裝精度高。要求制造和安裝精度高。7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿第8頁/共39頁第八頁，共39頁。類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿

8、法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐蝸桿傳動特點(diǎn)：錐蝸桿傳動特點(diǎn)： （1）同時接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大；）同時接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大； （2）傳動比范圍大，一般為）傳動比范圍大，一般為10360； （3）承載能力和傳動效率高；）承載能力和傳動效率高； （4）制造安裝簡便，工藝性好。）制造安裝簡便，工藝性好。 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿最常用最常用7.1.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿錐蝸桿第9頁/共39頁第九頁，共39頁。d d蝸桿旋向：左旋蝸桿旋向：左旋(zu xun)(zu xun)、右旋、右旋( (常常用用) )1 11 1判定方法：與斜齒輪判定方法：與

9、斜齒輪(chln)(chln)的旋向判斷方法相同。的旋向判斷方法相同。第10頁/共39頁第十頁，共39頁。中間平面中間平面中間平面(pngmin)：過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)分別正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)分別(fnbi)相等：相等：mx1 1=mt2=m ，x1 =t2= 取標(biāo)準(zhǔn)值在中間平面在中間平面(pngmin)內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合。嚙合。7.2.1 圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)27.2 普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算第11頁/共39頁第十一頁，共39頁。1

10、11 11 1tt2 2蝸輪蝸桿輪齒蝸輪蝸桿輪齒(ln ch)旋向相同旋向相同.蝸輪右旋蝸輪右旋若若 9090蝸桿右旋蝸桿右旋 1 1+1 1 90901 1+2 2為了減少加工蝸輪滾刀的數(shù)量為了減少加工蝸輪滾刀的數(shù)量(shling)(shling)，規(guī)定，規(guī)定d1d1只能取只能取標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。 1 12 2定義定義s=es=e的圓柱的圓柱(yunzh)(yunzh)稱為蝸桿的分度圓稱為蝸桿的分度圓柱柱(yunzh)(yunzh)。d d1 12.2.蝸桿的分度圓直徑蝸桿的分度圓直徑d d1 1d d2 2e e s s第12頁/共39頁第十二頁，共39頁。3. 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒

11、數(shù)和蝸輪齒數(shù)z2蝸 桿 頭 數(shù)蝸 桿 頭 數(shù) z 1 即 螺 旋 線 的 數(shù) 目即 螺 旋 線 的 數(shù) 目(shm)。蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，相當(dāng)于齒條蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，相當(dāng)于齒條(ch tio)移動移動z1個齒，推動蝸輪轉(zhuǎn)過個齒，推動蝸輪轉(zhuǎn)過z1個齒。個齒。通常通常(tngchng)取取 z1=1 2 4 6d d1 1蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1主要根據(jù)傳動比和效率兩個因主要根據(jù)傳動比和效率兩個因素來選定。素來選定。蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1小小傳動比傳動比i大大，但效率低，多用于自鎖蝸桿。但效率低，多用于自鎖蝸桿。蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1大大傳動比傳動比i小小，但效率高，多用于傳遞動力蝸但效率高，多用于傳遞動力蝸桿。桿

12、。蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)z2=iz1。為保證傳動平穩(wěn)性，避免根切和干涉，通。為保證傳動平穩(wěn)性，避免根切和干涉，通常規(guī)定常規(guī)定zmin=28。z1、z2的取值見表的取值見表7.2。則則z2max=80，通常取，通常取z2=2880。z2過大過大 蝸桿長度蝸桿長度 剛度、嚙合精度剛度、嚙合精度 結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸第13頁/共39頁第十三頁，共39頁。4. 蝸桿的導(dǎo)程角蝸桿的導(dǎo)程角將分度圓柱將分度圓柱(yunzh)(yunzh)展開得展開得 = =z z1 1pa1/d1 = =mz1/d1 tan1=l/d1 dd1 1lp pa1a11 1=z1/q 表表7.2蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)和蝸輪齒數(shù)z

13、2的薦用值的薦用值i=z2/z1z2 z1789131424i=z2/z1z2 z143423283227522872252728404023121508128804040第14頁/共39頁第十四頁，共39頁。5. 傳動比傳動比 i 和齒數(shù)比和齒數(shù)比 u傳動比傳動比 z1z2 = n2n1i = 若想得到大若想得到大 i , 可取：可?。簔1=1，但傳動，但傳動(chundng)效效率低。率低。對于對于(duy)大功率傳動大功率傳動 , 可?。嚎扇。簔1=2，或，或 4。= u齒數(shù)比齒數(shù)比 a =(d1 +d1 )/26. 蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)中中心距心距= m(q+

14、z1) /27.2.2 普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算由蝸桿傳動的功用，以及給定的傳動比由蝸桿傳動的功用，以及給定的傳動比 i , z1 z2 計算求得計算求得 m、d1 計算幾何尺寸計算幾何尺寸(見表見表7.3)ar1r212C第15頁/共39頁第十五頁，共39頁。P7.3普通普通(ptng)圓柱蝸桿傳動的滑動速度和傳圓柱蝸桿傳動的滑動速度和傳動效率動效率7.3.1蝸桿傳動的相對蝸桿傳動的相對(xingdu)滑動速滑動速度度vsv1v2蝸桿傳動的相對滑動速度的大小蝸桿傳動的相對滑動速度的大小(dxio)由下列公式求得：由下列公式求得： 100060ndvvvvv

15、11212221Scossincos=+=式中：式中：v1 蝸桿分度圓的圓周速度蝸桿分度圓的圓周速度(m/s)； d1 蝸桿分度圓的直徑蝸桿分度圓的直徑(mm)；n1 蝸桿的轉(zhuǎn)速蝸桿的轉(zhuǎn)速(r/min)； 蝸桿導(dǎo)程角。蝸桿導(dǎo)程角。 d2d1P12第16頁/共39頁第十六頁，共39頁。7.3.2 蝸桿傳動的效率蝸桿傳動的效率(xio l)功率功率(gngl)(gngl)損耗：嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪油損耗。損耗：嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪油損耗。蝸桿傳動總效率計算公式為蝸桿傳動總效率計算公式為 =123蝸桿主動蝸桿主動(zhdng)時，總效率計算公時，總效率計算公式為式為2 2-軸承效率，軸承

16、效率， 2=0.99(一對軸承一對軸承)1 1-嚙合效率，當(dāng)蝸桿為主動時嚙合效率，當(dāng)蝸桿為主動時)tan(tanv1+=3 3-攪油效率，攪油效率， 3=0.980.99)tan(tan).(v960950+=式中式中: :v v稱為當(dāng)量摩擦角，稱為當(dāng)量摩擦角， v v=tan-1 f v vf v v為當(dāng)量摩擦系數(shù)為當(dāng)量摩擦系數(shù) ， v v， f v v取值見表取值見表 7.5 第17頁/共39頁第十七頁，共39頁。7.4.1 蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計(shj)準(zhǔn)則準(zhǔn)則7.4普通普通(ptng)圓柱蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、材料圓柱蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、材

17、料選擇選擇蝸桿傳動的特點(diǎn)(tdin)是齒面相對滑動速度大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重和磨損加劇。 在蝸桿傳動中在蝸桿傳動中,輪齒的受力情況與齒輪傳動基本相同輪齒的受力情況與齒輪傳動基本相同,因而輪齒的失效形式也和齒輪一樣因而輪齒的失效形式也和齒輪一樣,有有輪齒折斷、齒面磨輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形,而由于蝸桿傳動效而由于蝸桿傳動效率低率低,其齒面相對滑動速度大、發(fā)熱量大其齒面相對滑動速度大、發(fā)熱量大,更容易發(fā)生更容易發(fā)生膠合、點(diǎn)膠合、點(diǎn)蝕、磨損蝕、磨損,故在設(shè)計蝸桿傳動時故在設(shè)計蝸桿傳動時,就應(yīng)根據(jù)這些失效形式來確就應(yīng)根據(jù)這些失效形式來確定它們的

18、設(shè)計準(zhǔn)則。定它們的設(shè)計準(zhǔn)則。 但由于目前對膠合和磨損的計算還缺乏成熟的方法但由于目前對膠合和磨損的計算還缺乏成熟的方法,因因而通常仍而通常仍用接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計算蝸輪的承用接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計算蝸輪的承載能力載能力,而在選取許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響而在選取許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響將其值取低點(diǎn)。將其值取低點(diǎn)。第18頁/共39頁第十八頁，共39頁。 由于蝸桿齒是連續(xù)螺旋由于蝸桿齒是連續(xù)螺旋,且其材料強(qiáng)度也較高且其材料強(qiáng)度也較高,所以所以(suy)失效總是出現(xiàn)在蝸輪上失效總是出現(xiàn)在蝸輪上, 故只需對蝸輪進(jìn)行強(qiáng)度故只需對蝸輪進(jìn)行強(qiáng)度計算計算,其設(shè)計準(zhǔn)則為：其設(shè)計準(zhǔn)

19、則為：蝸桿傳動的設(shè)計蝸桿傳動的設(shè)計(shj)準(zhǔn)則準(zhǔn)則 對于對于(duy)閉式蝸桿閉式蝸桿傳動傳動對于開式蝸桿傳動對于開式蝸桿傳動 另外對于閉式蝸桿傳動由于散熱困難另外對于閉式蝸桿傳動由于散熱困難,故要進(jìn)行熱平衡故要進(jìn)行熱平衡計算計算,以避免過高的溫升引起潤滑失效導(dǎo)致齒面膠合；以避免過高的溫升引起潤滑失效導(dǎo)致齒面膠合； 由于由于其承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強(qiáng)度其承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強(qiáng)度,故按齒面故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計, 而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核； 由于其承載能力主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，故由于其承載能力主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，故只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計。只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計。 蝸桿的剛度計算蝸桿的剛度計算 為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進(jìn)行為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進(jìn)行第19頁/共39頁第十九頁，共39頁。材料材料(cili(cilio)o)蝸輪齒圈采用青銅蝸輪齒圈采用青銅(qngtng)：減摩、耐磨性、抗：減摩、耐磨性、抗膠合。膠合。蝸桿采