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第,8,章 蜗杆传动,8-1,蜗杆传动的特点及类型,8-2,蜗杆传动的参数与尺寸,8-3,普通蜗杆传动的承载能力计算,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构,蜗杆传动概述,蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。常用于轴交角为,90,。,1,结构紧凑，传动比大，一般为,i,=580,，,大的可达,300,以上；,2,蜗杆传动相当于螺旋传动，同时啮合的齿对数多，重合度大，传动平稳，噪声小；,3,当蜗杆的导程角小于啮合齿面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性时。,-2-,蜗杆传动的主要优点有：,8-1,蜗杆传动的特点及类型,一、蜗杆传动的特点,由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。,随着加工工艺的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现（用滚动副来代替滑动副，如滚动蜗杆、滚子齿蜗杆传动），蜗杆传动的优点得到进一步的发扬，而其缺点得到较好地克服。因此蜗杆传动已普遍应用于各类运动与动力传动装置中。,-3-,8-1,蜗杆传动的特点及类型,1,传动时齿面滑动速度大，摩擦磨损严重，传动效率低,(0.70.9),，当传动具有自锁性时，效率低于,0.5,，因此不宜用于大功率的传动。,2,为了减轻磨损、防止胶合，常用有色金属制造蜗轮（或齿圈），故成本较高。,蜗杆传动的主要缺点有：,3,对制造和安装误差敏感，要求制造精度较高。,蜗杆传动的类型,8-1,蜗杆传动的特点及类型,-4-,按蜗杆的形状分为,锥蜗杆传动,环面蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,二、蜗杆传动的类型,蜗杆传动的类型,-5-,普通圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆（,ZA,型）,法向直廓蜗杆（,ZN,型）,渐开线蜗杆（,ZI,型）,锥面包络蜗杆（,ZK,型）,1,）,普通圆柱蜗杆传动,8-1,蜗杆传动的特点及类型,1.,圆柱蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆（,ZC,）,圆柱蜗杆传动,普通圆柱蜗杆,其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。,蜗杆传动的类型,-6-,（,1,）阿基米德蜗杆（,ZA,型）,这种蜗杆,磨削困难,。,8-1,蜗杆传动的特点及类型,当,3,时，,双,刀,切削,当,3,时，单刀,切削,蜗杆传动的类型,-7-,（,2,）渐开线蜗杆（,ZI,型）,可在专用机床上,进行磨削,。,8-1,蜗杆传动的特点及类型,蜗杆传动的类型,-8-,（,3,）法向直廓蜗杆（,ZN,型）,刀具顶面与蜗杆轴线间存在夹角。,8-1,蜗杆传动的特点及类型,双,刀,切削,单刀切削,蜗杆传动的类型,-9-,（,4,）锥面包络蜗杆（,ZK,型）,8-1,蜗杆传动的特点及类型,蜗杆传动的类型,-10-,其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。,2,）,圆弧圆柱蜗杆（,ZC,）,两者之间为,线接触,。,所以应用广泛,在滑动副蜗杆中是最高的。,8-1,蜗杆传动的特点及类型,蜗杆传动的类型,-11-,2,.,环面蜗杆传动,其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，在中间平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。这种蜗杆同时,啮合齿数多,，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高，可达,0.850.9,；,8-1,蜗杆传动的特点及类型,蜗杆传动的类型,-12-,3,.,锥蜗杆传动,8-1,蜗杆传动的特点及类型,普通蜗杆传动的参数与尺寸,1,8-2,普通蜗杆传动的参数与尺寸,-13-,通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为,中间平面,。,8-2,蜗杆传动的参数与尺寸,1,、模数,m,和压力角,a,蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即,2,、蜗杆的分度圆直径,d,1,由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的,标准蜗杆分度圆直径,d,1,。,直径,d,1,与模数,m,的比值,(,q,=,d,1,/,m,),称为蜗杆的直径系数。见表,8-1,，,p151,-14-,一、蜗杆传动的主要参数及其选择,标准值,(,与齿轮不同,表,8-1),ZA,蜗杆轴向压力角,ZI,、,ZN,、,ZK,蜗杆法向压力角,d,1,=,m q,蜗杆的导程角,3,、传动比,i,、,蜗杆的头数,z,1,和蜗轮齿数,z,2,蜗轮齿数主要取决于传动比，即,z,2,=,i z,1,。z,2,不宜太小（如,z,2,26),，,否则将重合度降低，使传动平稳性变差。,z,2,也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。,8-2,普通蜗杆传动的参数与尺寸,-15-,较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为,1,、,2,、,4,、,6,。,8-2,普通蜗杆传动的参数与尺寸,-16-,4,、导程角,g,在,m,和,d,1,为标准值时，,z,1,g,正确啮合时，蜗轮蜗杆螺旋线方向相同，且,g,1,b,2,（相当于螺纹升角）,5,、中心距,z,1,与,z,2,的,荐用值表,一般,28,z,2,0,，正变位,x5m/s,时，常用,6,级精度；如中等精度的机床分度机构、发动机调节机构,当,v,2,7.5m/s,时，常用,7,级精度；如一般动力传动机构；,当,v,2,3m/s,时，常用,8,级精度；工作时间较短的低速传动；,当,v,2,更低时，常用,9,级精度,；手动机械等。,8-3,普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算,作业：,p169,，,8-3,，,8-5,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,1,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,一、蜗杆的结构,蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。,无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。,有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差。,-45-,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,2,二、蜗轮的结构,整体式蜗轮,齿圈,式蜗轮,拼铸式蜗轮,螺栓联接式蜗轮,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,-46-,整体式,齿圈：用贵重耐磨金属,(,青铜,),轮芯：铸铁或铸钢,铸造（浇铸）,过盈,螺栓（铰制孔）,组合式,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,2,1.,整体式蜗轮,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,-47-,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,2,2.,齿圈式蜗轮,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,-48-,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,2,3.,拼铸式蜗轮,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,-49-,4.,螺栓联接式蜗轮,8-4,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,-50-,作业：,p169,，,8-3,，,8-5,完,