第12章蜗轮蜗杆.ppt
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1、郑大工学院专用,第12章 蜗杆传动,12-1 蜗杆传动的特点和类型,12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构,12-4 圆柱蜗杆传动的受力分析,12-6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算,郑大工学院专用,本章主要介绍普通圆柱蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算、强度计算以及热平衡计算。由于齿面间相对滑动速度大,蜗杆传动在设计计算方面有很多特点,在学习时应充分注意这些特点。,郑大工学院专用,12-1 蜗杆传动的特点和类型,作用: 用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。,90,形成:若单个斜齿轮的齿数
2、很少(如z1=1)而且1很大时,轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。,所得齿轮称为:蜗杆。,而啮合件称为:蜗轮。,郑大工学院专用,改进措施:将刀具做成蜗杆状,用范成法切制蜗轮, 所得蜗轮蜗杆为线接触。,优点: 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。,分度机构:i=1000, 通常i=880,缺点: 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造,成本高。,郑大工学院专用,类型,按螺旋面形状分:,阿基米德蜗杆、,渐开线蜗杆,环面蜗杆,按形状分有:,圆柱蜗杆,环面蜗杆,圆柱蜗杆,渐开线蜗杆,阿基米德蜗杆,郑大工学院专用,蜗杆旋向:左旋、右旋(常用),精度等级:,对于一般动力传动,按如下等级制造:,v17.5 m/s
3、 -7级精度;,v1 3 m/s -8级精度;,v1 1.5 m/s -9级精度;,判定方法:与螺旋和斜齿轮的旋向判断方法相同。,郑大工学院专用,1. 正确啮合条件,中间平面:过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。,正确啮合条件是中间平面内参数分别相等:,mt2=ma1=m ,t2 =a1= 取标准值,在中间平面内,蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。,12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,一、圆柱蜗杆传动的主要参数,郑大工学院专用,压力角: =20,模数m取标准值,与齿轮模数系列不同。,分度传动,推荐用 =15,动力传动,推荐:=25,2. 模数m和压力角,ZA蜗杆取轴向压力角为标准值;ZI蜗杆取法向压力
4、角为标准值。,郑大工学院专用,为了减少加工蜗轮滚刀的数量,规定d1 只能取标准值。,蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.,若 90, 12, 1+1 90,蜗轮右旋,蜗杆右旋,1+2,s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。,蜗杆分度圆直径以d1表示,蜗轮分度圆直径以d2表示,郑大工学院专用,摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用,郑大工学院专用,3. 传动比 i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2,蜗杆头数z1 :即螺旋线的数目。,蜗杆转动一圈,相当于齿条移动z1个齿,推动蜗轮转过z1个齿。,传动比 :,通常: z1=14,若想得到大 i , 可取: z1=1,但传动效率低。,对于大功率传动 , 可取: z1
5、=2,或 4。,蜗轮齿数: z2= i z1,为避免根切: z2 26,一般情况: z2 80,z2过大 , 蜗杆长度, 刚度、啮合精度,结构尺寸,郑大工学院专用,将分度圆柱展开得:,= z1 px1/d1,= mz1/d1,tg1=l/d1,4. 蜗杆的导程角,作动力传动时,导程角越大,传动效率越高,蜗杆制造也越困难。,郑大工学院专用,5.蜗杆直径系数q,加工时滚刀直径等参数与蜗杆分度圆直径等参数相同,为了限制滚刀的数量,国标规定分度圆直径只能取标准值,并与模数相配。,q 为蜗杆:,定义:,q=d1/m,一般取: q=818。,tg1 = px z1 /d1,= z1 / q,于是有: d1
6、 = mq,可由表121计算得到。,直径系数,见下页,= mz1 / d1,d1越小,越大,传动效率越高,但蜗杆刚度和强度越小。转速高的蜗杆取较小的d1,蜗轮齿数较多时取较大的d1。,郑大工学院专用,表121 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm,郑大工学院专用,由相对运动原理可知:,6.齿面间滑动速度vS及蜗轮转向的确定,= v1 / cos ,作速度向量图,得:,v2 = v1 tg,蜗轮的转向:,CW,郑大工学院专用,右旋蜗杆:伸出右手,四指顺蜗杆转向,则蜗轮的 切向速 度vp2的方向与拇指反向相同。,用手势确定蜗轮的转向:,左旋蜗杆:用左手判断,方法一样。,蜗轮的转向,因蜗轮蜗杆
7、相当于螺旋副的运动,有一种实用且简便的转向判别方法:,7.中心距,a = r1+r2,= m(z2+q)/2,郑大工学院专用,二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算,由蜗杆传动的功用,以及给定的传动比 i , z1, z2,计算求得 m、d1,计算几何尺寸,郑大工学院专用,12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构,一、蜗杆传动的失效形式及材料选择,主要失效形式: 胶合、点蚀、磨损。,材料,蜗轮齿圈采用青铜:减摩、耐磨性、抗胶合。,蜗杆采用碳素钢与合金钢:表面光洁、硬度高。,材料牌号选择:,高速重载蜗杆:20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火5662HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火4
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