蝸桿傳動詳細(xì)介紹

蝸桿傳動詳細(xì)介紹第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.1.2蝸桿傳動的分類a）圓柱蝸桿傳動b）環(huán)面蝸桿傳動c）錐蝸桿傳動第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月圓柱蝸桿傳動第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)面蝸桿傳動第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月錐蝸桿傳動第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月1.普通圓柱蝸桿傳動第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月一般用于低速、輕載或不太重要的傳動。a）阿基米德蝸桿(ZA)第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月用于蝸桿頭數(shù)較多，轉(zhuǎn)速較和較精密的傳動。b）漸開線蝸桿(ZI)第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月用于多頭精密蝸桿傳動。

c）法向直廓蝸桿(ZN)第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2.圓弧圓柱蝸桿傳動(ZC型)第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動

圓柱蝸桿傳動阿基米德蝸桿傳動法向直廓蝸桿傳動

漸開線圓柱蝸桿傳動垂直于軸線的剖面，為阿基米德螺旋線通過軸線的剖面，為直線 垂直于軸線的剖面，為漸開線通過軸線的剖面，為凸廓曲線第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.1.3蝸桿傳動的精度12個精度等級第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.2蝸桿傳動的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu)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(diǎn)蝕、磨損、輪齒折斷等。第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸輪輪齒折斷第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸輪齒面磨損第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸輪齒面膠合第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸桿齒面點(diǎn)蝕第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.2.2材料選擇蝸桿高速重載低碳合金鋼+滲碳淬火中碳鋼或中碳合金鋼+表面淬火低速中載中碳鋼+調(diào)質(zhì)蝸輪vs≥12~26m/s重要傳動鑄造錫青銅vs≤10m/s

一般傳動鑄造鋁鐵青銅vs<2m/s

不重要傳動灰鑄鐵和球墨鑄鐵要求：強(qiáng)度足夠，減摩、耐磨、易跑合和抗膠合。第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.2.3蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿制成蝸桿軸:第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸輪結(jié)構(gòu)：整體式蝸輪配合式蝸輪拼鑄式蝸輪螺栓聯(lián)接式蝸輪第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.3圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)●模數(shù)m和壓力角α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(shù)同相配蝸桿在中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合在中間平面內(nèi)mx1=mt2=mαx1=αt2=α=20°第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月●蝸桿導(dǎo)程角γ與蝸輪螺旋角β之關(guān)系Σ=90°時：γ=βγβ且旋向相同●蝸桿直徑系數(shù)q及分度圓直徑d1

d1—標(biāo)準(zhǔn)系列值限制蝸輪滾刀數(shù)量，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化蝸桿直徑系數(shù)：q=d1/m→d1

=mqq與導(dǎo)程角γ之關(guān)系：第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)要求自鎖時，為提高傳動效率，導(dǎo)程角選較大值，但導(dǎo)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(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2及傳動比ii=n1/n2=z2/z1=d2/d1?≠d2/d1當(dāng)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=iz1=28~100常取z2=32~80且z2和z1最好互質(zhì)。第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月中心距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、α—法面為標(biāo)準(zhǔn)值中間平面為標(biāo)準(zhǔn)值

β—

β1=-β2γ=β,旋向相同

d1—d1=mnz1/cosβd1=mq,且為標(biāo)準(zhǔn)值第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.3.10變位系數(shù)配湊中心距變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變，而傳動中心距改變。第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月改變傳動比變位前后，蝸桿傳動中心距不變，而蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化。第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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(diǎn)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27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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?。悍较颍号c斜齒類似。第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月Fa1Ft2Ft1Fa2n1●●Fr2Fr1n2n1各力應(yīng)畫在受力點(diǎn)上12Fa1Ft2Fa2Ft1第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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η1蝸桿主動：蝸輪主動：第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月相對滑動速度：第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

導(dǎo)程角是影響蝸桿傳動效率的主要參數(shù)之一，η1隨γ的增大而提高，當(dāng)γ=45°-ρv/2時，效率η1

最大。z1=1,z1=2,z1=4z1=6=0.7=0.8=0.9=0.95估算總效率一般取2.3=0.95~0.96提示：設(shè)計完成后，需驗算η

，若與初選值相差太遠(yuǎn)，則需重選η再設(shè)計。第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.6圓柱蝸桿傳動的強(qiáng)度計算閉式動力傳動：按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算，確定傳動尺寸，再作彎曲疲勞校核計算，并進(jìn)行熱平衡計算。開式傳動：按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算，確定傳動尺寸。13.6.1初選[d1/a]值第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計公式13.6.2蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算以赫茲公式為原始公式，按節(jié)點(diǎn)處嚙合條件來計算。校核公式第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月13.6.3蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)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<80o13.8溫度計算13.8.1潤滑油工作溫度第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3.在箱體油池中裝設(shè)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(nèi)發(fā)熱量H1=同時間內(nèi)的散熱量H2第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月提高散熱能力的措施：1.合理設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)，以增大散熱面積；第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2.在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇，進(jìn)行人工通風(fēng)，以提高散熱系數(shù)；第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3.在箱體油池中裝設(shè)蛇行冷卻水管；第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月4.采用壓力噴油循環(huán)潤滑。第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

一般情況下，采用浸油潤滑vs

很大時，采用噴油潤滑v1小時，蝸桿下置v1>10m/s時蝸桿上置有利于潤滑避免過大的攪油損失蝸桿下置蝸桿上置13.9蝸桿傳動的潤滑13.9.1潤滑油粘度和潤滑方法常采用粘度較大的潤滑油。13.9.2蝸桿布置和潤滑方式第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月蝸桿傳動是嚙合傳動，它在中間平面中，蝸輪與蝸桿的嚙合，相當(dāng)于斜齒輪與直齒條相嚙合。因此，在受力分析、失效形式及強(qiáng)度計算等方面，它與齒輪傳動有許多相似之處。就蝸桿而言，又與螺桿有相似之處，蝸桿齒為連續(xù)不斷的螺旋齒輪，故傳動平穩(wěn)、噪聲低，并可在一定條件下實現(xiàn)自鎖。但由于在嚙合處存在相當(dāng)大的滑動，因而其失效形式主要是膠合、磨損與點(diǎn)蝕，且傳動效率較低。所以在材料與參數(shù)選擇、設(shè)計準(zhǔn)則及熱平衡計算等方面又獨(dú)具特色。由于效率較低，故不適合于大功率和長期連續(xù)工作的場合。1.蝸桿傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2.蝸桿傳動的正確嚙合條件第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3.蝸桿的直徑系數(shù)1）物理意義

切制蝸輪時用的是蝸輪滾刀，其齒形參數(shù)和直徑尺寸等要求與該蝸輪配對嚙合的蝸桿完全一致。在同一模數(shù)時，由于齒數(shù)及導(dǎo)程角的變化，將有很多直徑不同的蝸桿可供選擇，這就要配備很多加工蝸輪的滾刀。為了減少加工蝸輪滾刀的數(shù)目，便于刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，將d1定為標(biāo)準(zhǔn)值，即對應(yīng)每一個m規(guī)定一定數(shù)量的d1。d1與m的比值稱為直徑系數(shù)q。第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2）q對傳動性能的影響若q增大，則d1增大，即蝸桿剛性提高。又當(dāng)z1一定時，若增大q，則γ減小而使效率降低，但自鎖性好；反之，γ增大，則效率提高。因此，對于小模數(shù)的蝸桿，宜選用較大的q值，以保證足夠的剛度與強(qiáng)度，適用于小功率傳動及需要自鎖的場合；對于大模數(shù)的蝸桿，宜選用較小q值，以保證一定的效率，適用于較大功率的傳動。第45頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月4.蝸桿傳動變位的特點(diǎn)為了保持刀具的尺寸不變，只對蝸輪進(jìn)行變位。變位的目的：（1）湊中心距（2）湊傳動比第46頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月5.蝸桿傳動的失效形式、材料選用及強(qiáng)度計算特點(diǎn)（1）由于采用材料和傳動結(jié)構(gòu)上的原因，蝸桿螺旋部分的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。又因嚙合處的相對滑動速度大，所以其主要失效為表面失效，除點(diǎn)蝕外易產(chǎn)生膠合與磨損。因此，對于蝸桿傳動中材料的組合，首先要求具有良好的減磨性和抗膠合能力，同時應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。通常蝸桿采用碳鋼或合金鋼；蝸輪材料則視其傳動中相對滑動速度的高低而定。（2）只需進(jìn)行蝸輪輪齒的強(qiáng)度計算，對蝸桿必要時應(yīng)進(jìn)行剛度校核。一般情況下，蝸輪輪齒很少發(fā)生彎曲疲勞折斷，只有當(dāng)z2>80~100或開式傳動時，才對蝸輪進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計算。因此，對閉式蝸桿傳動，僅按蝸輪齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，而無需校核蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度。第47頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月6.蝸桿傳動具有那些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計算？若熱平衡計算不合要求時怎么辦？蝸桿傳動具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲低和在一定條件下能自鎖等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。但蝸桿傳動在嚙合平面間將產(chǎn)生很大的相對滑動、摩擦發(fā)熱大、效率低等缺點(diǎn)。正是由于存在上述缺點(diǎn)，故需要進(jìn)行熱平衡計算。當(dāng)熱平衡計算不合要求時，可采取如下措施：（1）

在箱體外壁增加散熱片，以增大散熱面積。（2）

在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇，以增大散熱系數(shù)。（3）若上述辦法還不能滿足散熱要求，可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻管，或采用壓力噴油循環(huán)潤滑。第48頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月1.與齒輪傳動相比較，

不能作為蝸桿傳動的優(yōu)點(diǎn)。A、傳動平穩(wěn)B、傳動比可以較大C、可產(chǎn)生自鎖D、傳動效率高2.阿基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動的

模數(shù)，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。A、端面B、法面C、中間平面3.在標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)一定時，若增大蝸桿直徑系數(shù)，將使傳動效率

。A、提高B、減小C、不變D、增大也可能減小4.在其它條件相同時，若增加蝸桿頭數(shù)，則滑動速度

。A、增加B、不變C、減小D、可能增加也可能減小第49頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月