蝸桿傳動, 蝸桿傳動類型和特點, 失效形式、材料選擇與結(jié)構(gòu), 主要參數(shù)和幾何關(guān)系, 蝸桿傳動受力分析和效率, 蝸桿傳動的強度計算, 蝸桿傳動熱平衡計算,1 蝸桿傳動類型和特點,一、特點和應(yīng)用,外形類似： 螺旋與斜齒輪的傳動,從中間平面剖開： 齒輪與齒條的傳動,1、應(yīng)用,由于 i 大，可用于機床分度機構(gòu)、儀器儀表中。,2、特點,1）工作平穩(wěn)：兼有斜齒輪與螺旋傳動的優(yōu)點。,2）i大,蝸桿1、2、4、6,傳遞動力時：i=8100（常用1550） 傳遞運動時：i=幾百上千（單頭，）,用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。 一般：空間垂直,為什么？,優(yōu)點：,齒輪z117,3）結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪音小。,4）自鎖性能好(用于提升機構(gòu)) 。,缺點：,1）制造成本高，加工困難。,2）滑動速度vs大。,3）低。,4）蝸輪需用貴重的減摩材料。,1、按蝸桿形狀分,圓柱蝸桿,環(huán)面蝸桿,錐蝸桿,二、分類,中間平面：齒條與漸開線齒輪嚙合,端面：阿基米德螺旋線,ZI型:漸開線蝸桿 端面：漸開線,較精密傳動,ZN型:法向直廓蝸桿,圓柱蝸桿,錐蝸桿：嚙合齒數(shù)多，平穩(wěn)，承載。,環(huán)面蝸桿：接觸齒對數(shù)，承載（1.54）倍， 高，但制造安裝要求高。,2、按蝸桿頭數(shù)分,多頭蝸桿：相反,3、按旋向分,右旋,一般采用右旋,三、精度等級,12個等級：,測量分度：5級或以上,2 失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu),一、失效形式,與齒輪傳動類似：點蝕、膠合、磨損、折斷,vs、發(fā)熱 主要為：膠合、磨損、點蝕,蝸輪強度較弱，失效主要發(fā)生在蝸輪上。,二、材料,vs,1、蝸輪指齒冠部分材料：減摩材料,鑄鋁青銅：vs10m/s，抗膠合能力差,鑄鋁黃銅：抗點蝕能力強,耐磨性差,用于vs小場合,HT、QT：vs2m/s,大直徑蝸輪：鑄鐵（蝸桿用青銅）,2、蝸桿,碳鋼,合金鋼,硬面蝸桿：首選 淬火磨削,調(diào)質(zhì)蝸桿：缺少磨削設(shè)備時選用。,3 圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算,一、基本齒廓,中間平面上基本齒廓和漸開線齒輪基本齒廓基本相同。,二、模數(shù)m,正確嚙合條件：,標(biāo)準(zhǔn)值(與齒輪不同,表13.4),蝸桿導(dǎo)程角,三、齒形角,刀具基準(zhǔn)齒形的齒形角：,阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿：軸向齒形角,法向直廓蝸桿：法向齒形角,四、蝸桿分度圓直徑d1（中圓直徑）,刀具數(shù)量,加工蝸輪時的滾刀與尺寸與與之嚙合的蝸桿尺寸相同，但m一定時，由于z1和的變化，d1是變化的，即需要配備很多加工蝸輪的滾刀。,五、蝸桿直徑系數(shù)q,d1、m為標(biāo)準(zhǔn)值,q為導(dǎo)出值,不一定為整數(shù)。,六、蝸桿導(dǎo)程角,制造困難,m一定時，qd1蝸桿剛度,z1一定時， q，自鎖性, 小m蝸桿選用大q，保證強度和剛度適于小P 大m蝸桿選用小q，保證效率適于大P,傳遞動力時:頭數(shù)z1, 采用多頭蝸桿,傳遞運動時:保證自鎖( ),z1 ,采用單頭蝸桿,七、z1、z2,蝸桿頭數(shù)z1：蝸桿上蝸旋線的數(shù)目。z1=1、2、4、6等,z1加工困難,傳遞動力：,（傳動平穩(wěn)性，避免根切）,(z2d2蝸桿軸長剛度), 一般取z2=3280,z1z2：互質(zhì)均勻磨損,八、i、u,蝸桿主動時:,九、中心距a,（應(yīng)按p264系列值選取）,十、變位系數(shù),1、變位目的：配湊中心距；湊傳動比。,2、變位方法：與齒輪變位相同, 靠刀具的移位實現(xiàn)變位。,故：蝸桿尺寸不能變動，只能對蝸輪變位,加工蝸輪時的滾刀與蝸桿尺寸相同，加工時滾刀只作徑向移動，尺寸不變。,4、變位類型,1）齒數(shù)不變，湊a,3、變位結(jié)果,蝸桿各部分尺寸不變，但節(jié)線變化,蝸桿和蝸輪滾刀尺寸相同，蝸輪滾銑節(jié)圓就是裝配后與蝸桿的嚙合節(jié)圓。,蝸輪滾刀的滾銑節(jié)線不再是刀具中線(分度圓柱上母線),2）a不變，齒數(shù)變化，湊i,4 受力分析與效率計算,一、作用力,軸向力：,(蝸桿主動),嚙合效率,忽略Ff,徑向力：,方向判定：,1）蝸輪轉(zhuǎn)向,已知：n1、旋向n2,左、右手定則：四指n1、拇指反向：嚙合點v2n2,2）各分力方向,Fr：指向各自輪心,蝸桿與n1反向,蝸輪與n2同向,蝸桿：左、右手定則,蝸輪：,3）旋向判定,練習(xí)：,已知：蝸桿軸為輸入，大錐齒輪軸為輸出，軸轉(zhuǎn)向如圖。 試：確定各輪轉(zhuǎn)向、旋向及受力。,1. n4 n3 n2 Ft2 Fa2,2. Fa3 Fa2 Ft1 n1,二、傳動效率,與齒輪類似：,1、嚙合1：近似按螺旋副計算,（蝸輪主動）,v當(dāng)量摩擦角，,說明：1）vsvv 油膜易形成1,2）為影響1的主要因素：1,此后，1,2、2攪油效率：,3、3軸承效率：,5 圓柱蝸桿傳動的強度計算,設(shè)計式,參數(shù)說明：,1）T2蝸輪轉(zhuǎn)矩,N mm,2）KA使用系數(shù),表12.9（同齒輪傳動）,3）ZE彈性系數(shù),表13.2，P260,4）Z接觸系數(shù),考慮齒面曲率和接觸線長度影響,設(shè)計時：,（蝸桿主動）,6 溫度計算（熱平衡計算）,由于發(fā)熱大,即：發(fā)熱率H1 = 散熱率H2,摩擦功耗：,冷卻散去的熱量：,則：,油溫比t1高15左右，, 蝸桿上置：飛濺冷卻作用差,若t1太高，可采取如下措施：,2、蝸桿軸端裝風(fēng)扇,1、加散熱片,3、外冷卻壓力噴油潤滑,4、油池內(nèi)安裝蛇形冷卻水管,習(xí)題： 蝸輪蝸桿傳動 一、選擇題 1、當(dāng)兩軸線 時，可采用蝸桿傳動。 （1）平行；（2）相交；（3）垂直交錯； 2、在蝸桿傳動中，通常 為主動件。 （1）蝸桿；（2）蝸輪；（3）蝸桿或蝸輪都可以；,3,1,3、在蝸桿傳動中，當(dāng)需要自鎖時，應(yīng)使蝸桿導(dǎo)程角 當(dāng)量摩擦角。 （1）小于；（2）大于；（3）等于； 4、起吊重物用的手動蝸桿傳動裝置，應(yīng)用 蝸桿。 （1）單頭、小導(dǎo)程角；（2）單頭、大導(dǎo)程角；（3）多頭、小導(dǎo)程角；（4）多頭、大導(dǎo)程角； 5、為了減少蝸輪滾刀型號，有利于刀具標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)定 為標(biāo)準(zhǔn)值。 （1）蝸輪齒數(shù)；（2）蝸輪分度圓直徑；（3）蝸桿頭數(shù)；（4）蝸桿分度圓直徑； 6、為了湊中心距或改變傳動比，可采用變位蝸桿傳動，這時 。 （1）僅對蝸桿進(jìn)行變位；（2）僅對蝸輪進(jìn)行變位；（3）同時對蝸桿、蝸輪進(jìn)行變位；,1,1,4,2,7、蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動相類似，其中 最易發(fā)生。 （1）點蝕與磨損；（2）膠合與磨損；（3）輪齒折斷與塑性變形； 8、蝸桿傳動中，輪齒承載能力的計算主要針對 來進(jìn)行的。 （1）蝸桿齒面接觸強度和蝸輪齒根抗彎強度；（2）蝸輪齒面接觸強度和蝸桿齒根抗彎強度；（3）蝸桿齒面接觸強度和齒根抗彎強度；（4）蝸輪齒面接觸強度和齒根抗彎強度； 9、對閉式蝸桿傳動進(jìn)行熱平衡計算，其主要目的是為了 。 （1）防止?jié)櫥褪軣崤蛎浐笸庖纾斐森h(huán)境污染；（2）防止?jié)櫥蜏囟冗^高而使?jié)櫥瑮l件惡化；（3）防止蝸輪材料在高溫下力學(xué)性能下降；（4）防止蝸桿蝸輪發(fā)生熱變形后，正確嚙合受到破壞； 10、與齒輪傳動相比， 不能作為蝸桿傳動的優(yōu)點。 （1）傳動平穩(wěn)，噪聲小；（2）傳動比可以很大；（3）可以自鎖；（4）傳動效率高；,2,4,2,4,二、試分析如圖所示蝸桿傳動中各軸的回轉(zhuǎn)方向、蝸輪輪齒的螺旋線方向及蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置及方向。,