基础蜗杆传动课件.ppt

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1、齿轮传动的类型有哪些？齿轮传动的类型有哪些？平行轴之间的传动：圆柱齿轮传动平行轴之间的传动：圆柱齿轮传动相交轴之间的传动：圆锥齿轮传动相交轴之间的传动：圆锥齿轮传动 交错轴之间的运动用什么来传递运动交错轴之间的运动用什么来传递运动和动力呢？和动力呢？蜗蜗 杆杆 传传 动动任务引入任务引入任务任务1 1认识蜗轮蜗杆传动认识蜗轮蜗杆传动任务任务2 2能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线的方向能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线的方向任务任务3 3能够判断蜗轮的回转方向能够判断蜗轮的回转方向目标目标 蜗杆传动结构与特点蜗杆传动结构与特点认识蜗轮蜗杆传动蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮任务一任务一 蜗轮与蜗杆的轴线在空间成蜗轮与蜗杆的轴线在

2、空间成（平行、相交、交错）位置平行、相交、交错）位置。认识蜗轮蜗杆传动任务一任务一认识蜗轮蜗杆传动任务一任务一请判断：请判断：1、在本减速器中，由蜗杆带、在本减速器中，由蜗杆带动蜗轮转动。动蜗轮转动。（）2、在本减速器中，由蜗轮带、在本减速器中，由蜗轮带动蜗杆转动。动蜗杆转动。（）蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。主要用于传递空间交错两主要用于传递空间交错两轴间的运动和动力，通常轴间的运动和动力，通常两轴的夹角为两轴的夹角为9090，蜗杆，蜗杆为主动件、蜗轮为从动件。为主动件、蜗轮为从动件。动画演示1、蜗杆传动的组成及工作原理知识链接知识链接知识链接知识链接 2、蜗杆传动

3、的类型圆柱蜗杆传动圆弧面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渐开线蜗杆法向直廓蜗杆(a)圆柱蜗杆传动(b)环面蜗杆传动(c)锥蜗杆传动 锥面包络蜗杆（1）普通圆柱蜗杆传动 知识链接知识链接圆柱蜗杆传动结构简单，应用广泛；圆弧面蜗杆传动同时啮合齿数多，承受能力大，但加工复杂，一般大功率场合才使用。圆弧圆柱蜗杆传动 常用的圆柱蜗杆传动的蜗杆为阿基米德蜗杆。阿基米德蜗杆在其轴向剖面内的齿形为直线，横截面内的齿形为阿基米德螺旋线。知识链接知识链接 蜗杆、蜗轮的外形蜗杆有单头、双头和多头。蜗杆有单头、双头和多头。单头单头蜗杆主要用于传动比蜗杆主要用于传动比较大的场合，要求自锁的较大的场合

4、要求自锁的传动必须采用单头蜗杆。传动必须采用单头蜗杆。多头蜗杆主要用于传动比多头蜗杆主要用于传动比不大和要求效率较高的场不大和要求效率较高的场合。合。2、（2）蜗杆传动的类型右旋右旋左旋左旋2、（3）蜗杆传动的类型（1）传动比大。i=28-80.蜗杆转动一圈，蜗轮才转过一个齿。（2）传动平稳，噪声小。（3）只能蜗杆带动蜗轮，蜗轮不能带动蜗杆，传动具有自锁性。（4）和蜗轮的接触为圆弧面，接触面积大，属于滑动摩擦，因此传动效率低，摩擦发热严重。一般蜗杆传动的效率为0.7-0.9，具有自锁特性的蜗杆传动效率小于0.5。（5）成本较高。（6）常用的蜗杆是阿基米德蜗杆。903、蜗杆传动的特点思考思考自

5、锁？任务评价任务评价1、蜗杆传动由、蜗杆传动由 和和 组成。组成。2、本减速器中，、本减速器中，为主动件，为主动件，为从动件。为从动件。蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮3、蜗杆传动的工作原理。、蜗杆传动的工作原理。蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮4、蜗杆传动的特点。、蜗杆传动的特点。蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断右手法则：手心对着自己，四个手指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若螺旋线方向与右手拇指指向一致，则为右旋，反之为左旋。任务二任务二右旋右旋左旋左旋右旋右旋左旋左旋任务二任务二 1、蜗杆旋向为（左旋、右旋）。、蜗杆旋向为（左旋、右旋）。2、蜗轮旋向为（左旋、右旋）。、蜗轮旋向为（左旋、右旋）。一对相啮合的蜗杆、蜗轮一对相啮合的

6、蜗杆、蜗轮的旋向是相同的。的旋向是相同的。例例1：请判断下列蜗杆和蜗轮的旋向。：请判断下列蜗杆和蜗轮的旋向。右旋右旋左旋左旋任务实施任务实施二、判断下列蜗杆、蜗轮的螺旋线方向二、判断下列蜗杆、蜗轮的螺旋线方向右旋右旋右旋右旋左旋左旋左旋左旋蜗轮回转方向判定任务三任务三图一图一图二图二1、本减速器中，按图一位置转动蜗杆、本减速器中，按图一位置转动蜗杆时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。2、本减速器中，按图一位置转动蜗杆、本减速器中，按图一位置转动蜗杆时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。蜗轮回转方向的判断法则：蜗轮回转方向的判断法则：蜗杆是右

7、旋(或左旋)时，伸出右手(或左手)半握拳，四指顺着蜗杆的回转方向，蜗轮在啮合处的回转方向与大拇指指向相反。任务三任务三蜗轮回转的方向判断任务三任务三图一图一图二图二1、本减速器中，按图一位置转动蜗杆、本减速器中，按图一位置转动蜗杆时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。2、本减速器中，按图一位置转动蜗杆、本减速器中，按图一位置转动蜗杆时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。任务实施任务实施判断下列蜗轮的回转方向判断下列蜗轮的回转方向右旋右旋左旋左旋任务实施任务实施判断下列蜗轮的回转方向判断下列蜗轮的回转方向右旋右旋左旋左旋任务评价任务评价1、蜗杆

8、传动由、蜗杆传动由 和和 组成。组成。2、本减速器中，、本减速器中，为主动件，为主动件，为从动件。为从动件。蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮3、蜗杆传动的工作原理。、蜗杆传动的工作原理。蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮4、蜗杆传动的特点。、蜗杆传动的特点。5、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断。、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断。6、蜗轮回转方向的判断。、蜗轮回转方向的判断。右手法则右手法则任务引入任务引入任务任务1 1蜗杆传动的基本参数蜗杆传动的基本参数任务任务2 2蜗杆传动的传动比计算蜗杆传动的传动比计算任务任务3 3蜗轮蜗杆材料、结构、失效形式及维护蜗轮蜗杆材料、结构、失效形式及维护目标目标 蜗杆传动传动比计算蜗杆传动传动比计算一、

9、主要参数：一、主要参数：1.压力角压力角 ：标准压力角标准压力角 =20 蜗杆模数蜗杆模数（GB10088-88）mm 第一系列第一系列1;1.25;1.6;2;2.5;3.15;4;5;6.3;8;10;12.5;16;20;25;31.5;40 第二系列第二系列1.5；3；3.5；4.5;5.5;6;7;12;14 3.导程角导程角 1：tan 1=l d1=z1 px1 d1=mz1d1 z1 螺旋线头数；螺旋线头数；l 导程；导程；px1 轴向齿距；轴向齿距；d1 分度圆直径。分度圆直径。2.模数模数 m：m应符合标准蜗杆模数应符合标准蜗杆模数任务一任务一.蜗杆传动的基本参数蜗杆传动的

10、基本参数4.分度圆直径分度圆直径d1与直径系数与直径系数q：d1 须符合标准值，且与须符合标准值，且与m匹配。匹配。令令 z1/tan 1=q 蜗杆直径系数。蜗杆直径系数。则则 d1=m q5.蜗轮齿数蜗轮齿数 z2及蜗杆头数及蜗杆头数 z1：推荐推荐z1=1、2、4、6，传动比传动比 i12=1 2=z2z1 则则 z2=iz1传动比传动比i i7131427284040蜗杆头数蜗杆头数z z1 1422或11蜗轮齿数蜗轮齿数z z2 228522854288040 任务一任务一.蜗杆传动的基本参数蜗杆传动的基本参数2.正确啮合条件：正确啮合条件：蜗轮蜗轮端面端面模数模数mt2=蜗杆蜗杆轴面

11、轴面模数模数 mx1=m；蜗轮蜗轮端面端面压力角压力角 t2=蜗杆蜗杆轴面轴面压力角压力角 x1=；蜗轮螺旋角蜗轮螺旋角 2=蜗杆导程角蜗杆导程角 1（旋向相同）。（旋向相同）。1.中间平面中间平面 过蜗杆轴线并垂直过蜗杆轴线并垂直 于蜗轮轴线的平面。于蜗轮轴线的平面。二、正确啮合条件：二、正确啮合条件：任务一任务一.蜗杆传动的基本参数蜗杆传动的基本参数蜗杆传动的几何计算公式蜗杆传动的几何计算公式1.1.蜗蜗杆分度杆分度圆圆直径直径2.2.蜗轮蜗轮分度分度圆圆直径直径3.3.蜗蜗杆杆传动传动的中心距的中心距为为4.4.传动传动比比i i任务任务2 2蜗杆传动的传动比计算蜗杆传动的传动比计算标准

12、中心距径向间隙蜗轮螺旋角蜗杆导程角齿根圆直径齿顶圆直径齿根高齿顶高分度圆直径蜗轮蜗杆计算公式符号名称蜗杆传动的几何尺寸计算练习练习一、蜗杆传动的材料一、蜗杆传动的材料1.1.为了减摩，通常为了减摩，通常蜗杆用钢材蜗杆用钢材蜗杆用钢材蜗杆用钢材（耐磨）（耐磨）。蜗轮用有色金属蜗轮用有色金属蜗轮用有色金属蜗轮用有色金属（铜合金、铝合金，较好的（铜合金、铝合金，较好的减摩减摩性）。性）。2.2.高速重载的高速重载的蜗杆蜗杆蜗杆蜗杆常用常用15Cr15Cr、20Cr20Cr渗碳淬火，或渗碳淬火，或4545钢、钢、40Cr40Cr淬火。淬火。3.3.低速中轻载的低速中轻载的蜗杆蜗杆蜗杆蜗杆可用可用454

13、5钢调质。钢调质。4.4.蜗轮蜗轮蜗轮蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。选用选用青铜青铜青铜青铜，耐磨性好而又抗胶合性强的。耐磨性好而又抗胶合性强的。不重要的蜗轮可不重要的蜗轮可以选用铸铁材料。以选用铸铁材料。任务任务3 3蜗轮蜗杆材料、结构、失效形式及维护蜗轮蜗杆材料、结构、失效形式及维护二、蜗杆、涡轮的结构二、蜗杆、涡轮的结构1 1、蜗蜗杆的直径杆的直径较较小，通常和小，通常和轴轴制成一个整体。（制成一个整体。（蜗蜗杆杆轴轴）2 2、螺旋部分常用螺旋部分常用车车削加工，也可以用削加工，也可以用铣铣削加工；削加工；车车削加削加工工

14、时时需要有退刀槽，因此需要有退刀槽，因此刚刚性性较较差（区分差（区分车车削和削和铣铣削）削）按材料和尺寸的不同，按材料和尺寸的不同，蜗轮蜗轮的的结结构分构分为为多种形式。多种形式。1.1.整体式整体式蜗轮蜗轮主要用于直径主要用于直径较较小的青小的青铜蜗轮铜蜗轮或或铸铁蜗轮铸铁蜗轮2.2.齿齿圈式圈式蜗轮蜗轮为为了了节节节节省省省省贵贵贵贵重金属重金属重金属重金属，直径直径直径直径较较较较大大大大的的蜗轮蜗轮常采用常采用组组合合结结构，构，齿齿圈用圈用青青铜铜材料，材料，齿齿芯用芯用铸铁铸铁或或铸钢铸钢制造。两者采用制造。两者采用H7/r6H7/r6配合（基孔配合（基孔制配合，孔公差等制配合，孔

15、公差等级为级为7 7级级，轴轴公差等公差等级为级为6 6级级），并用），并用4646个直个直径径为为1.21.2m m1.51.5m m的螺的螺钉钉加固。加固。m m为蜗轮为蜗轮的模数。的模数。为为了便于了便于钻钻孔，孔，应应将螺孔中心将螺孔中心线线向材料向材料较较硬的硬的轮轮芯部分偏移芯部分偏移23mm23mm。这这种种结结构构用于尺寸不太大而且工作温度用于尺寸不太大而且工作温度变变化化较较小的小的场场合。合。3.3.螺栓螺栓连连接式接式蜗轮蜗轮这这种种结结构的构的齿齿圈与圈与轮轮芯用普通螺栓或芯用普通螺栓或铰铰制孔螺栓制孔螺栓连连接，接，由于由于装拆方便装拆方便装拆方便装拆方便，常用于尺寸

16、大或磨，常用于尺寸大或磨损损后后需要更需要更需要更需要更换换换换蜗轮蜗轮齿齿圈的圈的场场合。合。4.4.镶铸镶铸式式蜗轮蜗轮将青将青铜轮缘铸铜轮缘铸在在铸铁轮铸铁轮芯上，芯上，轮轮芯上制出榫（芯上制出榫（snsn）槽，）槽，以防以防轴轴向滑向滑动动。榫（sn）：竹、木、石制器物或构件上利用凹凸方式相接处凸出的部分。三、蜗杆传动的失效形式三、蜗杆传动的失效形式蜗蜗杆杆传动传动的主要失效形式是胶合和磨的主要失效形式是胶合和磨损损。闭闭式式蜗蜗杆杆传传动动以胶合以胶合为为主要失效形式，开式主要失效形式，开式蜗蜗杆杆传动传动主要是主要是齿齿面面磨磨损损。失效形式 齿面胶合、疲劳点蚀、磨损 轮齿折断。由

17、于由于齿齿廓廓间较间较大的相大的相对对滑滑动产动产生生热热量，使量，使润润滑油温度滑油温度升高而升高而变变稀，稀，润润滑条件滑条件变变差，差，传动传动效率效率变变低。同低。同时时，由于由于这这种种齿齿廓廓间间的相的相对对滑滑动导动导致致蜗蜗杆杆传动传动的主要失效的主要失效形式形式为为胶合、磨胶合、磨损损和和齿齿面点面点蚀蚀等。当等。当润润滑条件差及散滑条件差及散热热不良不良时时，闭闭式式传动传动极易出极易出现现胶合；磨胶合；磨损则损则多多发发生在生在开式开式传动传动中。中。在在蜗蜗杆杆传动传动中，因中，因为为材料及材料及结结构的原因，构的原因，蜗蜗杆杆轮齿轮齿的的强强度高于度高于蜗轮轮齿蜗轮轮

18、齿的的强强度，所以度，所以失效部位常常失效部位常常发发生于生于蜗轮蜗轮的的轮齿轮齿上。上。为为控制由于控制由于齿齿廓廓间间的相的相对对滑滑动动而而产产生的磨生的磨损损及及发热发热量，量，除要求除要求选择选择具有足具有足够够的的强强度、耐磨性、跑合性和抗胶度、耐磨性、跑合性和抗胶合性能的材料外，合性能的材料外，蜗蜗杆杆传动还传动还要求有好的散要求有好的散热热条件条件。7-4 蜗杆传动蜗杆传动 2 2、蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑 摩擦发热大，选用粘度大、亲和力大润滑油。摩擦发热大，选用粘度大、亲和力大润滑油。同时选用必要的散热泠却方法，如加风扇、通泠同时选用必要的散热泠却方法，如加风扇、通泠却水等强制泠却，保证润滑的效果。见表却水等强制泠却，保证润滑的效果。见表7 77 7所所示。示。3、蜗杆传动的散热方法、蜗杆传动的散热方法（1 1）在箱体外表面）在箱体外表面设设置散置散热热片片（2 2）在）在蜗蜗杆杆轴轴上安装上安装风风扇扇（3 3）在箱体油池内装蛇形）在箱体油池内装蛇形冷却水管冷却水管（4 4）大功率）大功率传动时传动时采用循采用循环环油冷却油冷却