《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》項(xiàng)目十一-蝸桿傳動(dòng)

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返回項(xiàng)目十一蝸桿傳動(dòng)11.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)11.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸11.3蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇１１.１蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)１１.１.１蝸桿傳動(dòng)的類型根據(jù)蝸桿形狀可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)[圖１１-２(ａ)]、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)[圖１１-２(ｂ)]和錐面蝸桿傳動(dòng)[圖１１-２(ｃ)]三種類型。圓柱蝸桿加工方便。圓環(huán)面蝸桿承載能力強(qiáng)。環(huán)面蝸桿和錐面蝸桿的制造困難。安裝精度要求高。圓柱蝸桿又分為阿基米德蝸桿和漸開線蝸桿。本章僅討論應(yīng)用最廣的阿基米德蝸桿傳動(dòng)。蝸桿形如螺桿。有單頭和多頭之分。也有左旋和右旋之分。一般常用右旋蝸桿。１１.１.２蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)１)傳動(dòng)比大。在一般動(dòng)力傳動(dòng)中。傳動(dòng)比為５~８０。分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)１０００以上。因而結(jié)構(gòu)緊湊。下一頁返回１１.１蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)２)傳動(dòng)平穩(wěn)。蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒。與蝸輪的嚙合是連續(xù)的。故傳動(dòng)平穩(wěn)。噪聲小。３)可以自鎖。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒面間的當(dāng)量摩擦角。蝸輪為主動(dòng)件時(shí)。機(jī)構(gòu)將自鎖。４)效率低。蝸桿傳動(dòng)時(shí)齒面間有較大的滑動(dòng)速度。摩擦及磨損大。效率一般為０.７~０.９。自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率小于０.５。５)制造成本較高。為了提高減摩性和耐磨性。蝸輪齒圈常用青銅制造。返回上一頁１１.２蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸１１.２.１蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)圖１１-３所示的圓柱蝸桿傳動(dòng)。通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面稱為中間平面(主平面)。在中間平面內(nèi)。蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合。因此。蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和基本尺寸在中間平面內(nèi)確定。并沿用齒輪傳動(dòng)的計(jì)算關(guān)系。１.模數(shù)ｍ和壓力角α蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)。在中間平面內(nèi)。蝸桿的軸向模數(shù)ｍａ１和軸向壓力角αａ１應(yīng)分別等于蝸輪的端面模數(shù)ｍｔ２和端面壓力角αｔ２。且等于標(biāo)準(zhǔn)值。模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值見表１１-１。壓力角等于２０°。蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件為下一頁返回１１.２蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸２.蝸桿分度圓直徑ｄ１和導(dǎo)程角γ圖１１-４為蝸桿分度圓柱展開圖。由圖可得由式(１１-２)可知。同一模數(shù)的蝸桿。如果ｚ１

/ｔａｎγ值不同。則分度圓直徑就不同。而蝸桿的尺寸形狀又必須與蝸輪滾刀相同。為了減少刀具的規(guī)格數(shù)量。規(guī)定蝸桿分度圓直徑為標(biāo)準(zhǔn)值。見表１１-１。蝸桿分度圓直徑ｄ１與模數(shù)ｍ之比。稱為蝸桿直徑系數(shù)。用ｑ表示。即下一頁返回上一頁１１.２蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸３.蝸桿頭數(shù)ｚ１和蝸輪齒數(shù)ｚ２蝸桿頭數(shù)ｚ１(螺旋線數(shù))常取為１、２、４、６。要求傳動(dòng)比大或自鎖時(shí)ｚ１＝１。但其傳動(dòng)效率較低。在動(dòng)力傳動(dòng)中。為提高傳動(dòng)效率。常采用多頭蝸桿。但制造困難。蝸輪齒數(shù)ｚ２＝ｉｚ１。為了避免蝸輪發(fā)生根切以及影響蝸桿剛度。常?。玻剑玻竳８０。ｚ１、ｚ２的推薦值見表１１-２。蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為下一頁返回上一頁１１.２蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸４.中心距蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為１１.２.２蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算見圖１１-３及表１１-３。返回上一頁１１.３蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇１１.３.１蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿通常與軸做成一體。如圖１１-５所示。稱為蝸桿軸。圖１１-５(ａ)為銑制蝸桿。圖１１-５(ｂ)為車制蝸桿。１１.３.２蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和組合式。鑄鐵蝸輪或直徑小于１００ｍｍ的青銅蝸輪做成整體式[圖１１-６(ａ)]。直徑大的蝸輪。為了節(jié)約貴重金屬。常采用組合式結(jié)構(gòu)。齒圈用青銅。而輪芯用鑄鐵或鑄鋼制造。齒圈與輪芯的連接方式有三種:１)齒圈壓配式[圖１１-６(ｂ)]。齒圈與輪芯采用過盈配合。配合面處制有定位凸肩。為使連接更為可靠。返回下一頁１１.３蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇結(jié)合面上加裝４~８?jìng)€(gè)螺釘。擰緊后切去螺釘頭部。為避免將孔鉆偏。應(yīng)將螺孔中心線向較硬的輪芯偏移２~３ｍｍ。此結(jié)構(gòu)用于尺寸不大或工作溫度變化較小的場(chǎng)合。２)螺栓連接式[圖１１-６(ｃ)]。蝸輪齒圈與輪芯用鉸制孔螺栓連接。由于裝拆方便。常用于尺寸較大或磨損后需要更換齒圈的場(chǎng)合。３)組合澆注式[圖１１-６(ｄ)]。在鑄鐵輪芯上預(yù)制出榫槽。澆注上青銅輪緣后切齒。該結(jié)構(gòu)適用于大批生產(chǎn)。１１.３.３失效形式蝸桿傳動(dòng)的失效形式和齒輪傳動(dòng)類似。主要有齒面疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損及輪齒折斷等。由于蝸桿傳動(dòng)齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大。摩擦產(chǎn)生的熱量多。故閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是點(diǎn)蝕和膠合。開式傳動(dòng)的主要失效形式是齒面磨損和疲勞折斷。下一頁返回上一頁１１.３蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇又由于蝸桿齒為連續(xù)的螺旋齒。且蝸桿材料比蝸輪材料強(qiáng)度高。因而失效總是發(fā)生在蝸輪輪齒上。所以只需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。１１.３.４蝸桿蝸輪常用材料由蝸桿傳動(dòng)的失效形式可知。蝸桿和蝸輪的材料不僅要有一定的強(qiáng)度。而且還要有良好的減摩性、耐磨性和抗膠合的能力。蝸桿多采用碳鋼或合金鋼制造。一般蝸桿用４０、４５等碳素鋼。高速重載時(shí)用２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｎＴｉ等。蝸桿常經(jīng)熱處理提高齒面硬度。增加耐磨性。下一頁返回上一頁１１.３蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇１１.３.４蝸桿蝸輪常用材料由蝸桿傳動(dòng)的失效形式可知。蝸桿和蝸輪的材料不僅要有一定的強(qiáng)度。而且還要有良好的減摩性、耐磨性和抗膠合的能力。蝸桿多采用碳鋼或合金鋼制造。一般蝸桿用４０、４５等碳素鋼。高速重載時(shí)用２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｎＴｉ等。蝸桿常經(jīng)熱處理提高齒面硬度。增加耐磨性。蝸輪常用青銅和鑄鐵制造。錫青銅如ＺＣｕＳｎ１０Ｐｂ１和ＺＣｕＳｎ６Ｐｂ６Ｚｎ３。耐磨性好?？鼓z合能力強(qiáng)。但價(jià)格高。用于高速(ｖｓ≤２５ｍ/ｓ)重要場(chǎng)合。鋁鐵青銅ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３。強(qiáng)度好。耐沖擊且價(jià)格便宜。但抗膠合及耐磨性差。常用于ｖｓ≤１０ｍ/ｓ的場(chǎng)合。低速(ｖｓ

<２ｍ/ｓ)、輕載、不重要的場(chǎng)合可用鑄鐵。蝸輪的常用材料見表１１-４。下一頁返回上一頁１１.３蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及材料選擇１１.３.５蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蝸桿傳動(dòng)規(guī)定了１２個(gè)精度等級(jí)。１級(jí)為最高。依次降低。１２級(jí)為最低。對(duì)于傳遞動(dòng)力用的蝸桿傳動(dòng)。一般采用６~９級(jí)精度制造。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)蝸輪的圓周速度及使用條件查表１１-５確定。１１.３.６蝸桿傳動(dòng)的潤滑由于蝸桿傳動(dòng)齒面間的滑動(dòng)速度大。為提高傳動(dòng)效率。避免輪齒的膠合和磨損。蝸桿傳動(dòng)的潤滑顯得十分重要。蝸桿傳動(dòng)一般用油潤滑。潤滑方式有浸油潤滑和噴油潤滑兩種。可根據(jù)載荷類型、相對(duì)滑動(dòng)速度查表１１-６選定。采用浸油潤滑時(shí)。對(duì)于下置的蝸桿傳動(dòng)。浸油深度約為一個(gè)齒高。對(duì)于上置的蝸桿傳動(dòng)。浸油深度約為蝸輪外徑的１/３。返回上一頁圖１１-１蝸桿傳動(dòng)返回圖１１-２蝸桿傳動(dòng)的類型返回圖１１-３阿基米德蝸桿傳動(dòng)返回表１１-１蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)(ＧＢ/Ｔ１００８５—１９８８)返回