蝸桿傳動(dòng)課件-參考

第十一章

蝸桿傳動(dòng)直接嚙合傳動(dòng)，交錯(cuò)軸傳動(dòng)，一般∑=90o第十一章蝸桿傳動(dòng)直接嚙合傳動(dòng)，交錯(cuò)軸傳動(dòng)，一般∑11-1蝸桿傳動(dòng)的類型及特點(diǎn)一、類型圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿普通圓柱蝸桿圓弧齒圓柱蝸桿阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）應(yīng)用：不宜用于閉式，連續(xù)大功率傳動(dòng)。

（交錯(cuò)軸，效率低，摩擦大，不宜散熱）11-1蝸桿傳動(dòng)的類型及特點(diǎn)一、類型圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸（一）、圓柱蝸桿1、普通圓柱蝸桿（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）——車制蝸桿加工方便，應(yīng)用最廣泛特點(diǎn)：i大，結(jié)構(gòu)緊湊；

傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；

當(dāng)

，自鎖蝸桿；

摩擦磨損大，

，發(fā)熱大。

一般：

0.7~0.8

自鎖：

0.4左右（一）、圓柱蝸桿1、普通圓柱蝸桿（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿蝸桿傳動(dòng)課件_參考蝸桿傳動(dòng)課件_參考（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）——車制蝸桿端面齒廓為延伸漸開(kāi)線，法面齒廓為直線。（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）——車制蝸桿端面齒廓為延伸漸開(kāi)（3）漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開(kāi)線，它相當(dāng)于一個(gè)少齒數(shù)（齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù)）、大螺旋角的漸開(kāi)線圓柱斜齒輪。（3）漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開(kāi)線，它相當(dāng)于一個(gè)少（3）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。（3）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）非線性螺旋齒面蝸桿。不能在2.圓弧齒圓柱蝸桿（ZC蝸桿）蝸桿的螺旋面用刃邊為凸圓弧形的刀具切成，蝸輪用范成法制造。特點(diǎn)：效率高（

≥0.9），承載能力大（增加50~150%）。蝸桿凹圓弧——蝸輪凸圓弧。2.圓弧齒圓柱蝸桿（ZC蝸桿）蝸桿的螺旋面用刃邊為凸圓弧形（二）、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特征：蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面。（二）、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特征：蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線主要特點(diǎn)：效率提高：

=0.85~0.9，

承載能力大:增加2~4倍。同時(shí)嚙合齒數(shù)多，容易形成潤(rùn)滑油膜。主要特點(diǎn)：效率提高：=0.85~0.9，同時(shí)嚙合齒數(shù)多，（三）、錐蝸桿錐蝸桿——錐蝸輪特點(diǎn)：

↑i范圍↑

10~360

承載能力大，效率較高

節(jié)約有色金屬，制造安裝方便

傳動(dòng)不對(duì)稱，正、反轉(zhuǎn)承載效率不同。（三）、錐蝸桿錐蝸桿——錐蝸輪特點(diǎn)：↑i范圍↑10二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1.傳動(dòng)比大:一般

i=5~80，最大可達(dá)300，結(jié)構(gòu)緊湊。2.傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。3.自鎖蝸桿螺旋線升角

≤

v,實(shí)現(xiàn)自鎖。缺點(diǎn)：因?yàn)榻诲e(cuò)軸傳動(dòng)，齒面相對(duì)滑動(dòng)大，所以摩擦磨損大，發(fā)熱大，效率低，壽命短。11-2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算中間平面：通過(guò)蝸桿軸線，垂直于蝸輪軸線的平面。即：蝸桿軸面：a1蝸輪端面：t2相當(dāng)于：斜齒條——斜齒輪傳動(dòng)中間平面：齒形——標(biāo)準(zhǔn)齒形

參數(shù)——標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1.傳動(dòng)比大:一般i=5~80，最大可蝸桿傳動(dòng)課件_參考一、主要參數(shù)及其選擇1、模數(shù)m，壓力角

正確嚙合條件：2、蝸桿分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化，減小刀具數(shù)目。m,q——見(jiàn)表11-2一、主要參數(shù)及其選擇1、模數(shù)m，壓力角正確嚙合條件：2、蝸3、蝸桿頭數(shù)Z1，蝸輪齒數(shù)Z2螺距一定，頭數(shù)多效率高。S=Z1pa

S——導(dǎo)程；

pa——螺距。3、蝸桿頭數(shù)Z1，蝸輪齒數(shù)Z2螺距一定，頭數(shù)多效率高。S=Z動(dòng)力傳動(dòng)

Z2<80避免根切

Z2>28彎曲強(qiáng)度↓蝸桿軸剛度↓一般：Z1=1~4（便于加工）動(dòng)力傳動(dòng)Z2<80彎曲強(qiáng)度↓一般：Z1=1~4（便于加工4、導(dǎo)程角

，蝸輪螺旋角

5、傳動(dòng)比6、中心距a4、導(dǎo)程角，蝸輪螺旋角5、傳動(dòng)比6、中心距a二、蝸桿傳動(dòng)的變位特點(diǎn)變位的目的：避免根切、湊中心距、提高強(qiáng)度。變位的特點(diǎn)：刀具標(biāo)準(zhǔn)化，僅蝸輪變位，蝸桿不變位。二、蝸桿傳動(dòng)的變位特點(diǎn)變位的目的：避免根切、湊中心距、提高強(qiáng)變位方式：（兩種）1.變位后齒數(shù)不變中心距變2.變位后齒數(shù)變中心距不變?nèi)?、幾何尺寸?jì)算變位方式：（兩種）1.變位后齒數(shù)不變中心距變2.變位后齒蝸桿傳動(dòng)課件_參考蝸桿傳動(dòng)課件_參考蝸桿傳動(dòng)課件_參考11-3普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算一、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及常用材料特點(diǎn)：蝸輪失效：材料（蝸桿強(qiáng)度高）、結(jié)構(gòu)。交錯(cuò)軸傳動(dòng)：vs↑摩擦磨損↑

↓發(fā)熱↑1、失效形式：閉式：潤(rùn)滑良好——點(diǎn)蝕

潤(rùn)滑不好——膠合開(kāi)式：磨損2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：閉式：接設(shè)——彎較，熱平衡計(jì)算開(kāi)式：僅按彎設(shè)（或Z2>80）11-3普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算一、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3、常用材料要求

：強(qiáng)度、耐磨性、跑合性。二、受力分析3、常用材料要求：強(qiáng)度、耐磨性、跑合性。二、受力分析蝸桿傳動(dòng)課件_參考蝸桿傳動(dòng)課件_參考

三、強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)：相當(dāng)于斜齒輪、斜齒條傳動(dòng)。設(shè)計(jì)方法：同齒輪。1.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算——依據(jù)：相當(dāng)于外伸梁按表11-2確定m,d值。校核：設(shè)計(jì)：三、強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)：相當(dāng)于斜齒輪、斜齒條傳動(dòng)。設(shè)計(jì)方法：同公式分析：i.載荷系數(shù)

K=KA

K

Kv工作情況系數(shù)

KA

表11-5公式分析：i.載荷系數(shù)K=KAKKv工作載荷分布平均系數(shù)

K

動(dòng)載系數(shù)

KVv2

3m/s1.0—1.1v2>3m/s1.1—1.2ii.YFa2

齒形系數(shù)。載荷平穩(wěn)、跑合好:K

=1不平穩(wěn)、沖擊:K

=1.3—1.6K

按當(dāng)量齒數(shù)載荷分布平均系數(shù)K動(dòng)載系數(shù)KVv23m/s蝸桿傳動(dòng)課件_參考iii.當(dāng)N>25

107時(shí)

，取N=25

107<105時(shí)

，取N=105考慮應(yīng)力校正系數(shù)后的基本許用彎曲應(yīng)力。iii.當(dāng)N>25107時(shí)，取N=25107<105時(shí)iv.螺旋角影響系數(shù)2.齒面接觸疲勞強(qiáng)度——依據(jù)彈性力學(xué)赫茲公式

蝸桿：鋼材料

蝸輪：鑄鐵、青銅

=20°iv.公式分析：i.:基本許用接觸應(yīng)力

表11-7

壽命系數(shù)

取法同前公式分析：i.壽命系數(shù)取法同前ii.青銅、鋼、鑄鐵蝸桿。

iii.按表11-2確定md1iv.Z

—接觸系數(shù)，圖11-14四、蝸桿的剛度計(jì)算適用于：載荷大、精度高、Z2>80時(shí)，蝸桿剛度不足、變形過(guò)大、載荷集中，按軸的彎曲剛度計(jì)算。最大撓度：ii.

五、蝸桿傳動(dòng)精度12級(jí)

1級(jí)最高

常用6—9級(jí)6級(jí)：精度機(jī)床、分度機(jī)構(gòu)。7級(jí)：主傳動(dòng)常用。8級(jí)：不連續(xù)傳動(dòng)

、低速。9級(jí)：不重要傳動(dòng)。11-5蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑、熱平衡計(jì)算一、傳動(dòng)效率總效率：

=

1?

2?

31.

1：嚙合摩擦效率。五、蝸桿傳動(dòng)精度12級(jí)1級(jí)最高常用6—

V—當(dāng)量摩擦角。按vs查表11-18V—當(dāng)量摩擦角。按vs查表11-182.軸承摩擦效率

23.攪油損耗效率

3

一般取

2?

3=0.95—0.96設(shè)計(jì)時(shí)初選：二、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑1.潤(rùn)滑劑：按齒面相對(duì)滑動(dòng)vs表11-21

運(yùn)動(dòng)粘度表11-20

油牌號(hào)2.軸承摩擦效率23.攪油損耗效率3設(shè)計(jì)時(shí)初選：二、蝸桿傳動(dòng)課件_參考

潤(rùn)滑方法：按vs表11-21潤(rùn)滑目的：i.減少摩擦、磨損，

；

ii.冷卻、散熱；

iii.緩沖、吸振；

iv.防塵、防銹。

三、熱平衡計(jì)算連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)

發(fā)熱

油溫

—膠合、磨損潤(rùn)滑方法：按vs表11-21潤(rùn)滑目的：i.減少摩擦熱平衡條件：H1=H2發(fā)熱量：

H1=1000

P

1-

散熱量：

H2=

d

S

t0-ta

d：散熱系數(shù)，

d=（8.15—17.45)W/(m2?

C)

空氣流通取最大值。

內(nèi)表面：淺油

S：散熱面積

外表面：空冷熱平衡條件：H1=H2發(fā)熱量：H1=1000P1-t0：工作油溫：

t0=60—70

C不超過(guò)80

Cta：環(huán)境溫度：

ta=20

C當(dāng)t0>80

C或S不足時(shí)，采取措施：i.散熱片；ii.裝風(fēng)扇；iii.循環(huán)冷卻管路。t0：工作油溫：t0=60—70C不超過(guò)80蝸桿傳動(dòng)課件_參考蝸桿傳動(dòng)課件_參考11-6蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、蝸桿的結(jié)構(gòu)

銑制蝸桿：剛度好蝸桿軸

車制蝸桿：退刀槽二、蝸輪的結(jié)構(gòu)輪輻、輪轂：同齒輪。輪緣：1.齒圈式：青銅齒圈，鑄鐵輪體。

過(guò)盈配合：H7/r6d=(1.2—1.5)m

緊定螺釘：4—6個(gè)

擰入深度：（0.3—0.4)B

偏輪芯：

2—3mm11-6蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿傳動(dòng)課件_參考

應(yīng)用：尺寸不大、溫差不大。2.螺栓聯(lián)接式：拆裝方便。

應(yīng)用：尺寸大、易磨損處。3.整體澆注式

應(yīng)用：鑄鐵或小青銅蝸輪。4.拼鑄式

應(yīng)用：成批生產(chǎn)。應(yīng)用：尺寸不大、溫差不大。2.螺栓聯(lián)接式：拆裝方便。3.蝸桿傳動(dòng)課件_參考例題：試設(shè)計(jì)一攪拌機(jī)用的閉式蝸桿減速器中的普遍圓柱蝸桿傳動(dòng)。已知：輸入功率P=9kW,蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1450r/min,傳動(dòng)比i12=20,傳動(dòng)不反向，工作載荷較穩(wěn)定，但有不大的沖擊。要求壽命Lh=12000h。解：1.選擇蝸桿傳動(dòng)類型2