蜗杆传动~~课件

机械基础第五章___蜗杆传动教学目标：（1）熟悉蜗杆传动的特点（2）了解蜗杆、蜗轮的主要尺寸的计算（3）掌握蜗杆蜗轮正确啮合的转动方向教学重难点：（1）熟悉蜗杆传动的特点（2）掌握蜗杆蜗轮正确啮合的转动方向情景创建螺旋千斤顶、减速器、分度头、观光电梯，你知道吗？它们内部是使用了什么机构呢？蜗杆传动的组成蜗杆传动是啮合传动，用于传递空间垂直交错两轴间的运动和动力。蜗杆传动的类型阿基米德蜗杆渐开线蜗杆（ZA）（ZI）法向直廓蜗杆锥面包络蜗杆（ZN）（ZK）圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型啮合的齿对多，承载能力是普通圆柱的2-4倍，传动效率达85%-90%由凸弧形的刀具加工，承载能力高出普通圆柱的0.5至1.5倍,传动效率达95%以上结构紧凑，工艺性好。传动比为10-60。承载能力高，传动效率高圆弧圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动圆锥蜗杆传动蜗杆、蜗轮的啮合1.模数m和压力角α（以阿基米德蜗杆为例）中间平面蜗杆——轴向蜗轮——端面啮合相当于渐开线齿轮与齿条啮合正确啮合条件：mx1=mt2=mαx1=αt2=α=20°γ1=β2蜗杆蜗轮旋向相同蜗杆传动的主要参数及其选择蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i121221ddzznniZ1（取1～4）：传动比i﹥40或自锁时，Z1=1；传递大功率时，提高效率，取大值，精度难保证Z2（取28～80):过少将产生根切过多，蜗轮直径增大，蜗杆长度增加，刚度减小选值参照下表注:单位时间内蜗杆、蜗轮所转过的齿数相同蜗轮加工条件与蜗杆特性系数蜗杆分度圆的直径d1和蜗杆的直径系数qmdq1在蜗杆传动中，加工蜗轮的滚刀直径和齿形参数必须与相应的蜗杆同。为限制蜗轮的滚刀数量，d1亦标准化。为了便于标准化，引入了蜗杆直径系数q。对于每一标准模数m规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1。含义：当m一定时，q值增大，则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高；当z1一定时，q小则导程角γ增大，蜗杆传动效率提高。蜗杆传动的主要参数及其选择4.蜗杆分度圆柱上的导程角γγ：蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角qzdmzdmzdpzx11111111tan＝＝当q一定时，z1，γ，传动效率。动力传动，为提高传动效率，可采用多头蜗杆。当z1一定时，q，γ，传动效率。通常γ=3°30′～27°。传动要求自锁（即只能由蜗杆带动蜗轮，反之，不行）时，应采用γ3°30′，此时z1取１。蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆、蜗轮各尺寸关系见下表，注意顶隙为0.2m蜗轮转动方向的判别按蜗杆、蜗轮螺旋线方向不同，有左旋和右旋之分，均采用右旋蜗杆、蜗轮螺旋线方向判定：右手法则：手心对着自己，四个手指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则为右旋，反之为左旋。蜗轮转动方向的判别蜗轮回转方向判定蜗杆是右旋(或左旋)时，右手(或左手)半握拳，四指顺着蜗杆的回转方向，蜗轮的回转方向与大拇指指向相反。蜗轮转动方向的判别判定蜗杆传动的螺旋线或回转方向右图中的蜗杆、蜗轮，是否任意找一对就能啮合呢？为了保证正确啮合，对尺寸和参数有什么要求？如已知蜗杆的部分参数，如z1=2，d1=80mm，q=10，m=8mm，i=20，那么其他尺寸如何计算？一级闭式蜗轮减速器一、确定图蜗杆传动的正确啮合条件因为γ=arctan(z1m/d1)=arctan(2×8/80)=11.31º所以正确啮合条件为：31.112082121txtxmmmm计算项目计算过程计算结果相关参数、几何尺寸计算蜗杆已知z1=2d1=80mmq=10m=8mmi=20蜗杆计算da1=m(q+2)=8×(10+2)=96mmdf1=m(q-2.4)=8×(10-2.4)=60.8mmpx1=πm=3.14×8=25.12mmb1≥(11+0.06z2)m=(11+0.06×40)×8≈107mmd1=80mmda1=96mmdf1=60.8mmpx1=25.12mmb1≥107mm蜗轮计算m=8mmz2=iz1=40d2=mz2=8×40=320mmda2=m(z2+2)=8×(40+2)=336mmdf2=m(z2-2.4)=8×(40-2.4)=300.8mmde2=da2+1.5m=336+1.5×8=348mmb2≤0.75da1=0.75×96=72mmd2=320mmda2=336mmdf2=300.8mmde2=348mmb2≤72mm装配a=m(q+z2)/2=8×(10+40)/2=200mma=200mm蜗杆的结构有退刀槽,刚性较差,加工齿面用车削的方法蜗杆常和轴做成一体，称为蜗杆轴，只有df1/do≥1.7时，才采用蜗杆齿圈套装在轴上的型式。无退刀槽,刚性较好,加工齿面用铣削的方法蜗轮的结构蜗轮结构分为整体式和组合式两种。当分度圆直径大于100mm时，为节约贵重材料，将蜗轮做成组合式结构。适用于铸铁、分度圆直径小于100mm的青铜蜗轮。整体式蜗轮蜗轮的结构青铜齿圈与铸铁轮心用H7/r6配合。沿齐缝向轮心偏１-２mm，安装4-6个螺钉，适于中等尺寸蜗轮。普通或铰制孔用螺栓联接齿圈和轮心，适于大尺寸蜗轮。将青铜轮缘浇铸在铸铁轮心上，再切齿，适于中等尺寸、批量生产的蜗轮。组合式蜗轮齿圈式螺栓式镶铸式蜗杆传动的应用工作时，蜗杆逐渐进入啮合，又逐渐退出，运转平稳，单级传动比一般为10-40（＜80）,具有自锁性。水泥设备，生料由顶部加入，高温烧成熟料，由下部以（2~12）转/小时旋转的卸料塔盘排出。采用了i=16、i=55和i=7齿轮、蜗轮减速器和外啮合齿轮传动。蜗杆传动的应用分度机构力矩小，传递的是运动，体积小。控制蜗杆的转角能较好地控制蜗轮的转角。蜗杆在只传递运动时，传动比可达1000。此回转工作台采用了两截式蜗杆、蜗轮传动结构，没有反向间隙！蜗杆传动的失效齿面点蚀齿面胶合齿面磨损轮齿折断失效形式和原因—蜗轮材料为铸锡青铜,此种材料强度稍低—蜗轮材料为铸铝青铜或铸铁时—开式传动或润滑油不清洁—蜗轮齿数过多或受强烈冲击载荷传动时，齿面间存在较大的滑动速度，发热大，主要失效是前三种。注意：1.蜗杆的齿呈连续螺旋状，而且蜗杆的材料强度比蜗轮高，失效通常发生在蜗轮轮齿上。2.对于大多数蜗杆传动，其承载能力主要取决于接触强度。设计准则闭式蜗杆按齿面接触强度设计，z280或受强烈冲击时校核弯曲强度；开式蜗杆需按齿根弯曲强度校核。蜗杆、蜗轮的材料要求：不仅具有足够的强度，更要具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力。常用：淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮零件材料牌号使用条件及特点应用场合蜗杆15Cr、20Cr、20CrMnTi渗碳淬火，至56-62HRC，并磨削高速重载传动45、40Cr、35SiMn表面淬火，至45-55HRC，并磨削中速中载传动45调质或正火，硬度至220-270HBS低速轻载传动蜗轮铸造锡青铜ZCuSn10P1抗胶合、减摩和耐磨性最好，但价格较高滑动速度vs≤25m/s铸造锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5滑动速度vs＜12m/s铸造铝青铜ZCuAl10Fe3机械强度高，但其他能力低于锡青铜，价格较便宜滑动速度vs≤4m/s铸铁HT150、HT200机械强度低、抗冲击能力差，成本低滑动速度vs≤2m/s考考你1、蜗杆传动是由与想啮合，传递空间两轴之间的和的传动机构。2、实际上就是一种特殊的梯形螺纹，有、、之分。单头蜗杆旋转一周、蜗轮只旋转个齿。3、蜗杆头数年Z1，转速为n1,蜗轮齿数为Z2，；转速为n2，则传动比i12=.考考你4、蜗杆传动有哪些特点？（1）（2）（3）（4）5、蜗杆蜗轮在主平面内啮合相当于啮合，蜗轮压力角=a。6、蜗杆传动正确啮合的条件是什么？谢谢！