第十一章 蜗杆传动.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 蜗杆传动,学习要求,1.,掌握蜗杆传动的几何参数的计算及选择方法,2.,学会进行蜗杆传动的受力分析及其强度计算,3.,了解蜗杆传动的热平衡原理和计算方法,4.,了解蜗杆传动的类型、变位及蜗杆的刚度计算,学习重点,蜗杆传动的受力分析及其强度计算,难点,蜗杆传动的受力分析,学时：,4,第十一章 蜗杆传动,功能,：,用来传递空间交错的两轴间的运动和动力，交错角为,90,特点,：,传动比大，结构紧凑；工作平稳，噪音低；,11-1,蜗杆传动的类型,按蜗杆形状的不同，可分为：,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,阿基米德蜗杆（,ZA,蜗杆）,渐开线蜗杆（,ZI,蜗杆）,法向直廓蜗杆（,ZN,蜗杆）,锥面包络蜗杆（,ZK,蜗杆）,但效率低，通常用于减速机构，广泛应用于机床，起重设备的传动系统中,11-2,普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,中间平面的参数为基准,一,.,主要参数,1.,模数和压力角,2.,蜗杆分度圆直径,蜗杆的直径系数,见表11-2,3.,蜗杆头数,头数,多，效率高。头数过多，会给加工带来困难,4.,导程角,5.,传动比,6.,蜗轮齿数,7.,中心距,二,.,蜗杆传动变位的特点,为,凑配中心距或提高蜗杆传动的承载能力及传动效率，常采用变位蜗杆传动。,三,.,几何尺寸计算,见表11-3,基本尺寸和参数见表,11-2,。设计出,a,或,m,2,d,1,查表确定蜗杆和蜗轮的尺寸和参数,标准中心距：,变位传动的中心距：,11-3,普通圆柱蜗杆传动的承载能力的计算,一,失效形式，设计准则及常用材料,1,失效形式,：,因材料和结构的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度高于蜗轮 轮齿的强度，所以蜗轮轮齿首先发生失效。有点蚀，齿根折断，齿面胶合及过度磨损,主要失效形式：,蜗轮齿面胶合（齿面间较大的滑动速度）与磨粒磨损,2,设计准则,开式传动,：多发生齿面磨损和轮齿折断,按齿根弯曲疲劳强度设计,闭式传动,：多发生齿面胶合和点蚀,按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核，,还应进行热平衡计算（散热困难）。,3,常用材料,不仅要求一定的强度，而且要有良好的磨合和耐磨性能,蜗杆材料,：碳钢或合金钢,高速重载蜗杆：常用,15C,r,或,20C,r,并渗碳淬火；,不太重要的低速中载蜗杆：,40,，,45,钢调质处理,也可用,40,，,45,钢或,40C,r,淬火,蜗轮材料,：,铸造锡青铜,灰铸铁（,HT150,HT200,）,的传动,常对蜗轮进行时效处理,二受力分析,蜗杆为主动件：法向载荷,F,n1,方向,：,F,r1,：,指向轮心,F,t1,：,与回转方向相反,F,a1,：,运用左右手法则,F,a2,：与,F,t1,相反,蜗轮,F,r2,：,指向轮心,F,t2,：与,F,a1,相反,大小：,三蜗杆传动强度计算,1,蜗轮齿面接触疲劳强度,校核公式,接触系数：查图,1118,灰铸铁或高强度青铜,锡青铜,设计公式,2,蜗轮齿根弯曲疲劳强度,其中：,蜗轮齿形系数,查图,1119,把,蜗轮近似地当作斜齿轮来考虑,四蜗杆的刚度计算,8,级精度，可用于低速传动,主要校核蜗杆的弯曲刚度，最大挠度,五精度等级及其选择,普通圆柱蜗杆传动的精度等级，以,6-9,级应用最多,6,级精度的传动，可用于中等精度机床的分度机构,7,级精度，可用于运输和一般工业的动力传动,11-3,普通圆柱蜗杆传动的效率，润滑及热平衡计算,一,蜗杆传动的效率,功率损耗由三部分组成：啮合摩擦损耗，轴承摩擦损耗,及溅油损耗,总,效率，主要取决于,啮合摩擦损耗,的效率,二蜗杆传动的润滑,润滑不良，传动效率将显著降低，并会带来磨损和胶合,破坏的危险,1,润滑油,需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件合理选用,钢蜗杆配青铜蜗轮时，常用润滑油见表,11-20,2,润滑油粘度及给油方法,一般根据相对滑动速度和载荷类型进行选择，,闭式传动，见表,11-21,开式传动，采用粘度较高的齿轮油或润滑脂,若采用喷油润滑，喷油嘴对准啮入端；,蜗杆正反转时，两边都要装喷油嘴，且控制油压,3,润滑油量,闭式传动采用油池润滑，应有适当油量,蜗杆下置式或侧置式的传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；,蜗杆上置式时，浸油深度约为蜗轮外径的,1/3,三蜗杆传动的热平衡计算,单位时间内的发热量等于同时间内的散热量，保证油温处于规定的范围,摩擦损耗的功率产生的热量和箱体外壁散发到周围空气的热量相等,1,加散热片（图,1122,）,散热面积不够，可采取以下措施：,2.,蜗杆轴端装风扇（图,1122,）,安装风扇，增加了功率损耗。摩擦损耗的功率产生的热量,散发到周围空气的热量为,3.,传动箱内装循环冷却管路（图,1123,）,11-6,圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计,蜗杆,：,螺旋部分的直径较小时，常与轴做成一个整体,螺旋部分的直径较大时，蜗杆与轴分开制作,蜗轮结构：,整体或组合式,小尺寸蜗轮做成整体式；大尺寸或承载较大和较高速度时，采用组合式结构。具有装拆方便，易于更换磨损齿圈的优点。,齿圈式：青铜齿圈及铸铁轮芯，采用紧定螺钉联接,螺栓联接式：螺栓联接,整体浇注式：铸铁蜗轮或尺寸较小的青铜蜗轮,拼凑式：铸铁轮芯加铸青铜齿圈,