《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) （下冊(cè)） 第4版》 課件 第19章-蝸桿傳動(dòng)

第十九章蝸桿傳動(dòng)一、功用傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊；工作平穩(wěn)，噪聲??；導(dǎo)程角小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)反行程自鎖；相對(duì)滑動(dòng)顯著，效率低，發(fā)熱量大；蝸輪齒圈常用青銅制造，成本較高。第一節(jié)概述概述二、特點(diǎn)傳遞空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1三、類型圓柱蝸桿傳動(dòng)

√環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)分類標(biāo)準(zhǔn)：蝸桿形狀、成型方法、齒廓曲線2概述法向直廓蝸桿傳動(dòng)(ZN)錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)(ZK)阿基米德蝸桿傳動(dòng)(ZA)√漸開線蝸桿傳動(dòng)(ZI)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)3概述四、精度等級(jí)精度等級(jí)5級(jí)6級(jí)7級(jí)8級(jí)9級(jí)應(yīng)用齒輪機(jī)床分度副讀數(shù)裝置的精密傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)等齒輪機(jī)床或高精度機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、工業(yè)用高速或重載系統(tǒng)調(diào)速器、一般讀數(shù)裝置一般機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、工業(yè)用一般調(diào)速器及動(dòng)力傳動(dòng)裝置圓周速度較小、每天工作時(shí)間較短的傳動(dòng)低速、不重要的傳動(dòng)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸輪圓周速度v2/m

s-1≥7.5≥5≤7.5≤3≤1.5制造精度對(duì)傳動(dòng)性能影響顯著；國標(biāo)規(guī)定12個(gè)精度等級(jí)，1級(jí)最高。4概述第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸漸開線齒條/齒輪嚙合正交平面51.模數(shù)和壓力角2.蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)正確嚙合條件旋向相同6蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸模數(shù)一定時(shí)，d1與頭數(shù)、導(dǎo)程角有關(guān)；加工蝸輪時(shí)，對(duì)于同一模數(shù)，需備多把滾刀；為減少刀具規(guī)格，實(shí)現(xiàn)刀具尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定d1

亦為標(biāo)準(zhǔn)值，且對(duì)于同一模數(shù)d1不多于4種（表19-2）。3.蝸桿分度圓直徑與直徑系數(shù)7直徑系數(shù)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸4.蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)(1)推薦值：1、2、4、6

，根據(jù)傳動(dòng)比選擇（表19-3）；(2)頭數(shù)多，效率高，但制造困難；頭數(shù)少，效率低，但傳動(dòng)比大；(3)要求反行程自鎖時(shí)，取1。(1)為增加嚙合齒對(duì)數(shù)，使傳動(dòng)平穩(wěn)，并避免根切，蝸輪齒數(shù)≥30；(2)為避免蝸輪直徑過大，致使蝸桿剛度不足，或因模數(shù)過小，致使蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度不足，蝸輪齒數(shù)≤100；(3)一般取值范圍：32~80。（圓整）8蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸5.傳動(dòng)比和中心距9傳動(dòng)比公稱值：5、7.5、10、12.5、15

20、30、40、50、60、70、80中心距：25、32、40、50、63、80、100125、140、160、180、200、225、250280、315、355、400、450、500蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸目的：調(diào)整中心距或調(diào)整傳動(dòng)比。方法：改變滾刀相對(duì)蝸輪毛坯的徑向位置。二、蝸桿傳動(dòng)的變位未變位正變位x>010蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸特點(diǎn)：蝸桿尺寸保持不變，蝸輪尺寸發(fā)生變化；

蝸桿節(jié)線位置變化，蝸輪節(jié)圓與分度圓永遠(yuǎn)重合。未變位的中心距變位的中心距(摩擦學(xué)性能)

－0.7≤x≤0.8(接觸強(qiáng)度)變位系數(shù)中心距不變，調(diào)整傳動(dòng)比：11蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸傳動(dòng)比不變，調(diào)整中心距：變位系數(shù)三、蝸桿傳動(dòng)的幾何計(jì)算表19-412蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則及常用材料1.失效形式2.計(jì)算準(zhǔn)則進(jìn)行條件性計(jì)算，膠合、磨損因素影響在確定許用應(yīng)力時(shí)考慮。閉式：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；散熱性差，必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算。開式：通常只需進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。蝸桿輪齒強(qiáng)度更高，失效總是先發(fā)生在蝸輪輪齒上；齒面膠合、齒面點(diǎn)蝕(閉式傳動(dòng))與齒面磨損(開式傳動(dòng))等。13蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.常用材料蝸桿材料熱處理硬度表面粗糙度參數(shù)Ra/

m404540Cr40CrNi42SiMn表面淬火（45～55）HRC1.60～0.8020Cr20CrMnTi12CrNi3A表面滲碳淬火（58～63）HRC1.60～0.8045調(diào)質(zhì)≤270HBW6.3ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn-2HT200HT150砂型金屬型砂型金屬型離心鑄砂型金屬型離心鑄砂型砂型抗拉強(qiáng)度

b/MPa220310180200200490540540200150屈服點(diǎn)

s/MPa140200808090200200抗彎強(qiáng)度

bb/MPa400330適用滑動(dòng)速度vs/m

s-1

12

26

10

12

8

2強(qiáng)度足夠，減摩性和摩擦相容性良好；齒面硬度差→抗膠合能力14蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的受力分析作用點(diǎn)、方向、大小15蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算16蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算思考題：17蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算思考題：18蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算1.蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算19蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算兩平行圓柱體接觸20蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算校核公式設(shè)計(jì)公式213－蝸輪許用接觸應(yīng)力（表19-9~表19-11）－接觸系數(shù)（根據(jù)圖19-5查?。辉O(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)傳動(dòng)比選?。瓘椥韵禂?shù)（表18-9）蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算22初定中心距后，按計(jì)算蝸桿分度圓直徑再由表19-2

，選取蝸桿模數(shù)及分度圓直徑的標(biāo)準(zhǔn)值。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算模數(shù)2.蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算23蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算斜齒圓柱齒輪：蝸輪：（校核公式）（設(shè)計(jì)公式）－蝸輪齒形系數(shù)（表19-8，按選?。菪窍禂?shù)，－蝸輪許用彎曲應(yīng)力（表19-9、表19-12）24蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.蝸輪的許用應(yīng)力(1)許用彎曲應(yīng)力—基本許用彎曲應(yīng)力(已計(jì)入齒根應(yīng)力修正系數(shù))，表19-12—彎曲壽命系數(shù)，9若，取若，取25蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(2)許用接觸應(yīng)力—基本許用接觸應(yīng)力，表19-10—接觸壽命系數(shù)，8若，取若，取灰鑄鐵、鑄造鋁鐵青銅鑄錫青銅抗膠合能力較差，須按相對(duì)滑動(dòng)速度確定許用應(yīng)力，表19-11抗膠合能力較好，可按齒面點(diǎn)蝕確定許用應(yīng)力26四、蝸桿傳動(dòng)的效率每對(duì)滾動(dòng)軸承每對(duì)滑動(dòng)軸承27設(shè)計(jì)時(shí)參考表19-13表19-14，根據(jù)插值蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算五、蝸桿傳動(dòng)的潤滑低速，油池潤滑；高速，