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1、機械設計基礎(chǔ)機械設計基礎(chǔ)模塊三模塊三 常用機械傳動常用機械傳動第五節(jié)第五節(jié) 蝸桿蝸輪傳動蝸桿蝸輪傳動2 蝸桿傳動蝸桿傳動知識點知識點蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的失效形式和計算準則蝸桿傳動的失效形式和計算準則蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算技能點技能點蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇能設計簡單的蝸桿傳動能設計簡單的蝸桿傳動34教教 學學 內(nèi)內(nèi) 容容研究對象：以阿基米德蝸桿傳動為主研究對象：以阿基米德蝸桿傳動為主研究內(nèi)容：蝸桿傳動的類型、特點、主要參研究內(nèi)容：蝸桿傳動的類型、特點、

2、主要參數(shù)和幾何尺寸計算的方法，分析蝸桿傳動的數(shù)和幾何尺寸計算的方法，分析蝸桿傳動的失效形式與設計準則，設計的思路和方法，失效形式與設計準則，設計的思路和方法，以及安裝和維護方面應注意的問題。以及安裝和維護方面應注意的問題。重點：蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算重點：蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算5 蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。用于傳遞空間兩蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。用于傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力。通常兩軸交錯角為交錯軸之間的運動和動力。通常兩軸交錯角為90，一般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。，一般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。1. 1.蝸桿傳動的組成蝸桿傳動的組成 第一講第一講 蝸桿傳動的類

3、型和特點蝸桿傳動的類型和特點6優(yōu)點：優(yōu)點： 1. 1.傳動比大。傳動比大。i= 10 10 4040，最大可達，最大可達8080。 若只若只傳遞運動，傳動比可達傳遞運動，傳動比可達10001000。 2. 2.傳動平穩(wěn)、噪聲小。傳動平穩(wěn)、噪聲小。 3.3.可制成具有自鎖性的蝸桿。可制成具有自鎖性的蝸桿。 缺點：缺點： . .效率較低。效率較低。=0.7=0.70.80.8。 . .蝸輪造價較高。蝸輪造價較高。用途：用途：蝸桿傳動主要用于傳動比較大，結(jié)構(gòu)要蝸桿傳動主要用于傳動比較大，結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合；或用于需要傳動具有自鎖性能求緊湊的場合；或用于需要傳動具有自鎖性能的場合。的場合。 2.2.蝸

4、桿傳動的特點和用途蝸桿傳動的特點和用途 7按蝸桿的形狀不同，蝸桿傳動可分為圓柱按蝸桿的形狀不同，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動、圓弧面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動。蝸桿傳動、圓弧面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動。其中圓柱蝸桿傳動應用最廣。其中圓柱蝸桿傳動應用最廣。3.3.蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型 第一講第一講 蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動的類型和特點8圓柱蝸桿按螺旋面形狀的不同可分為漸開線蝸桿和阿基米圓柱蝸桿按螺旋面形狀的不同可分為漸開線蝸桿和阿基米德蝸桿。德蝸桿。阿基米德蝸桿（阿基米德蝸桿（ZAZA型）型）垂直于軸線平面的齒廓為阿基垂直于軸線平面的齒廓為阿基米德螺線，過軸線的平面內(nèi)齒廓為直線，加工簡單，精

5、度米德螺線，過軸線的平面內(nèi)齒廓為直線，加工簡單，精度較低。（軸向直廓蝸桿）較低。（軸向直廓蝸桿）漸開線蝸桿（漸開線蝸桿（ZIZI型）型）刀刃平面與蝸桿基圓柱相切，端刀刃平面與蝸桿基圓柱相切，端面齒為漸開線，適于較高速度和較大的功率。面齒為漸開線，適于較高速度和較大的功率。3.3.蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型 9蝸桿傳動的實物蝸桿傳動的實物10第二講第二講 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算 通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面稱為中間通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面稱為中間平面。平面。11 在中間平面內(nèi)，普通圓柱蝸桿傳動相當于漸在中間平面內(nèi)，普通圓柱蝸桿傳動相當于

6、漸開線齒輪與齒條的嚙合傳動，所以設計計算都開線齒輪與齒條的嚙合傳動，所以設計計算都以中間平面的參數(shù)和幾何關(guān)系為準，并沿用圓以中間平面的參數(shù)和幾何關(guān)系為準，并沿用圓柱齒輪傳動的計算關(guān)系。柱齒輪傳動的計算關(guān)系。1.蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇第二講第二講 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算(1)(1)模數(shù)模數(shù)mm和壓力角和壓力角 規(guī)定：蝸輪、蝸桿在中間平面的模數(shù)和壓力角為標準規(guī)定：蝸輪、蝸桿在中間平面的模數(shù)和壓力角為標準值。值。 t2a1t2a1mmm12(2) (2) 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)Z Z1 1 ，蝸輪齒數(shù)，蝸輪齒數(shù)Z Z2 2和傳動比和傳

7、動比i i單頭蝸桿（單線蝸桿）單頭蝸桿（單線蝸桿）: : 蝸桿蝸桿上只有一條螺旋線，即在端上只有一條螺旋線，即在端面上只有一個輪齒。面上只有一個輪齒。雙頭蝸桿（雙線蝸桿）雙頭蝸桿（雙線蝸桿）: :蝸桿蝸桿上有兩條螺旋線，蝸桿螺旋上有兩條螺旋線，蝸桿螺旋線頭數(shù)即為齒數(shù)。線頭數(shù)即為齒數(shù)。13常取常取Z Z1 1 =1 =1，2 2，4 4，6 6， Z Z2 2根據(jù)傳動比而定。根據(jù)傳動比而定。一般情況下遵循的原則一般情況下遵循的原則: :1) 1)傳遞運動，要求傳動比大，傳遞運動，要求傳動比大， Z1 1取小值。取小值。 2)2)傳遞動力傳遞動力 ， Z1 1取大值取大值 ，傳動效率和承載，傳動效

8、率和承載 能力高；能力高； Z1 1太多，蝸桿加工困難。太多，蝸桿加工困難。 蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)Z2應根據(jù)傳動比應根據(jù)傳動比 i 和和Z1 1選取。不宜選取。不宜大于大于8080。蝸桿傳動傳動比蝸桿傳動傳動比i (i=ni (i=n1 1/n/n2 2=Z=Z2 2/Z/Z1 1) )14(3)(3)蝸桿中圓直徑蝸桿中圓直徑d d1 1及蝸桿直徑系數(shù)及蝸桿直徑系數(shù)q qmdq1qz1tan即即: :當當Z Z1 1、q q已知時，螺旋線升角已知時，螺旋線升角即為定即為定值。值。(4)(4)蝸桿螺旋線升角蝸桿螺旋線升角mzPzLa11111111tandmzdmzdL15第三講第三講 蝸桿傳動的失

9、效形式蝸桿傳動的失效形式1 1、蝸桿傳動的失效形式、蝸桿傳動的失效形式 由于蝸桿傳動齒面間相對滑動速度大，發(fā)熱由于蝸桿傳動齒面間相對滑動速度大，發(fā)熱量大而效率低，其失效形式主要是：齒面膠量大而效率低，其失效形式主要是：齒面膠合，磨損和齒面點蝕。合，磨損和齒面點蝕。16對于開式傳動，或傳動時載荷變動較大，或蝸對于開式傳動，或傳動時載荷變動較大，或蝸輪齒數(shù)大于輪齒數(shù)大于90時，通常只需按齒根彎曲疲勞強時，通常只需按齒根彎曲疲勞強度進行設計。度進行設計。此外，由于蝸桿傳動時摩擦嚴重、發(fā)熱大、效此外，由于蝸桿傳動時摩擦嚴重、發(fā)熱大、效率低，對閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，率低，對閉式蝸桿傳動還必須作

10、熱平衡計算，以免發(fā)生膠合失效。以免發(fā)生膠合失效。 2. 2. 蝸桿傳動的材料蝸桿傳動的材料原則：原則： 具有一定強度，具有一定強度， 良好的耐磨性和抗膠合良好的耐磨性和抗膠合的性能。的性能。第三講第三講 蝸桿傳動的失效形式和計算準則蝸桿傳動的失效形式和計算準則17 (1) 蝸桿材料蝸桿材料 一般情況：一般情況：45、35SiMn、40Cr，表面淬火，表面淬火 HRC 4550 高速重載：高速重載：20Cr、15Cr、20CrMnTi， 滲碳滲碳淬火淬火 5662 HRC 低速輕載或不重要傳動：低速輕載或不重要傳動：45、40，調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)HBS 220300 (2) 蝸輪材料蝸輪材料 一般情況：

11、一般情況：ZCuAl10Fe3 高速傳動：高速傳動：ZCuSn10Pl、 ZCuSn5Pb5Zn5 低速輕載或不重要傳動：低速輕載或不重要傳動：HT150、HT2002. . 蝸桿傳動的材料蝸桿傳動的材料3.蝸桿、蝸輪精度等級及標注蝸桿、蝸輪精度等級及標注18. . 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) (1)蝸桿結(jié)構(gòu)蝸桿結(jié)構(gòu)(2)蝸輪結(jié)構(gòu)蝸輪結(jié)構(gòu)車削蝸桿軸車削蝸桿軸 銑削蝸桿軸銑削蝸桿軸 整體式整體式 螺釘聯(lián)接式螺釘聯(lián)接式 螺栓聯(lián)接式螺栓聯(lián)接式 澆鑄式澆鑄式19小結(jié)及作業(yè)小結(jié)及作業(yè)1. 1.蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動的類型和特點.蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的幾何尺寸計算3.3.蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇作業(yè):課后習題、