蜗轮蜗杆计算.ppt

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 蜗杆传动,9.1 概述,蜗杆传动图,一、蜗杆传动的特点和应用,1、特点：,单级传动比大;,结构紧凑;,传动平稳，无噪音;,可自锁;,传动效率低;,成本高。,2、应用：,机床：,数控工作台、分度,汽车：,转向器,冶金：,材料运输,矿山：,开采设备,起重运输：,提升设备、电梯、自动扶梯,二、蜗杆传动的类型,1、按蜗杆形状分,环面蜗杆传动,锥蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,2、根据齿面形状不同分为：,普通蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动,3、阿基米德蜗杆,在轴剖面：,直线齿廓,法剖面：,凸曲线,垂直轴剖面：,阿基米德螺线,车削加工，不能磨削，精度低。,蜗轮滚刀：与蜗杆尺寸相同,在中间平面上可看成直齿齿条与渐开线齿轮啮合,9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算,中间平面上的参数作为设计基准,一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择,1、蜗杆传动的正确啮合条件及模数,m,和压力角,旋向相同,2、蜗杆分度圆直径,d,1,和导程角,为了限制蜗轮滚刀的数目并便于滚刀的标准化，因此对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径,d,1,（,表9-1）,导程角：,普通蜗杆传动的,m,与,d,1,搭配值 （表9-1）,3、传动比,i,、,蜗杆头数,Z,1,和蜗轮齿数,Z,2,蜗杆头数,Z,1,通常取为：1，2，3，4，或6,Z,2,=,iZ,1,，,一般取,Z,2,=2880,4、传动中心距,a,和变位系数,x,2,标准中心距,变位蜗杆传动（只对蜗轮变位）,（1）变位前后，蜗轮的齿数不变:,Z,2,=,Z,2,而传动中心距改变:,a,a,一般取,x,1,按变位后的尺寸加工、安装,（2）变位前后，传动中心距不变,a,=,a,蜗轮的齿数变化:,Z,2,Z,2,一般取,x,1,5 相对滑动速度,S,m/s,式中：,d,1,-,蜗杆分度圆直径，,mm,n,1,-,蜗杆的转速，,r/min,-,蜗杆分度圆上的导程角,度,二、蜗杆传动的几何尺寸计算,9.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择,一、蜗杆传动的失效形式和设计准则,失效形式：,主要是齿面胶合、点蚀和磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。,设计准则：,通常按齿面（蜗轮）接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力。,在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损失效因素的影响。,对闭式传动要进行热平衡计算，必要时对蜗杆强度和刚度进行计算。,二、蜗杆和蜗轮的常用材料,对蜗杆和蜗轮材料的要求：,不仅要求具有足够的强度，更重要的是要求具有良好的减摩性、耐磨性和跑和性能。,蜗杆材料：,一般用碳素钢或合金钢制成,蜗轮材料：,一般为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰铸铁,9.4 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算,一、蜗杆传动的受力分析和计算载荷,1 受力分析,而法向力,取,，,则有,N,式中：,T,1,、,T,2,分别为蜗杆和蜗轮轴上的转矩，,N.mm,T,2,=,i,T,1,，,N.mm,传动效率，,i,传动比,d,1,、,d,2,分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径,mm,压力角，=20,蜗杆分度圆柱上的导程角，度,力的方向：,确定圆周力,F,t,及径向力,F,r,的方向的方法同外啮合圆柱齿轮传动，而轴向力,F,a,的方向则可根据相应的圆周力,F,t,的方向来判定，即,F,a1,与,F,t2,方向相反，,F,t1,与,F,a2,的方向相反。,也可按照主动件左右手定则来判断。,力的方向判断例题,2 蜗杆传动的计算载荷,计算载荷=,K,*,名义载荷,式中,K,A,工作情况系数,K,动载荷系数,K,齿向载荷分布系数,二、蜗轮齿面接触疲劳强度计算,校核公式为：,设计公式为：,MPa,mm,3,Z,E,弹性系数，对于青铜或 铸铁蜗轮与钢制蜗杆,配对时，取,蜗轮材料的许用接触应力，,MPa,式中：,式中：,应力循环次数,N,=10,7,时，蜗轮材料的基本许用接触应力，,MPa,寿命系数,9.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,一、蜗杆传动的效率,式中：,1,啮合效率,2,3,分别为轴承效率和搅油效率,一般取,2,3,=0.950.96,蜗杆传动的总效率,二、蜗杆传动的润滑,润滑的目的：防止胶合和磨损、提高效率,开式：定期涂润滑脂,闭式：浸油或喷油,三、蜗杆传动的热平衡计算,单位时间内由摩擦损耗的功率产生的热量为,W,式中：,P,1,蜗杆传动的功率，,KW,蜗杆传动的总效率,单位时间由箱体外壁散发到空气中的热量为,W,式中,K,s,散热系数,A,散热面积,t,达到平衡时，箱体内的,油温，,t,在80,0,以内,t,0,周围空气温度，,t,0,=20,0,根据热平衡条件,H,1,=,H,2,可求得既定工作条件下的油温,在既定工作条件下，保持正常油温所需要的散热面积,一般应使,t,在80,以下,若,t,80,或有效的散热面积不足时,则必须,采取措施,以提高其散热能力,常用措施:,1、合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,以增大散热面积,2、在蜗轮轴上装置风扇,进行人工通风,以提高散热系数,3、在箱体油池内装设蛇形冷却水管,4、采用压力喷油循环润滑,9.6 蜗杆和蜗轮的结构,一 蜗杆的结构,车削：有退刀槽，,二、蜗轮的结构,蜗轮可制成整体式或装配式,1 整体式,2 齿圈压配式,3 螺栓联接式,4 镶铸式,斜齿圆柱齿轮蜗杆减速器,齿轮传动、蜗杆传动的应用,圆柱齿轮减速器,