第14章蝸桿傳動(dòng)ppt課件

1、第第14章章 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)14-1 14-1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型型14-2 14-2 圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸寸14-3 14-3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、資料和構(gòu)蝸桿傳動(dòng)的失效形式、資料和構(gòu)造造14-6 14-6 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、光滑和熱平衡計(jì)圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、光滑和熱平衡計(jì)算算14-4 14-4 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算算14-1 14-1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型作用：作用： 用于傳送交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。用于傳送交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)。蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)。9

2、090形成：假設(shè)單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少如形成：假設(shè)單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少如z1=1而且而且1很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完好的螺旋。很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完好的螺旋。111所得齒輪稱為所得齒輪稱為: :蝸桿。蝸桿。而嚙合件稱為而嚙合件稱為: :蝸輪。蝸輪。蝸桿蝸桿222蝸輪蝸輪改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪， 所得蝸輪蝸桿為線接觸。所得蝸輪蝸桿為線接觸。點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 傳動(dòng)比大、構(gòu)造緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。傳動(dòng)比大、構(gòu)造緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。分度機(jī)構(gòu)：分度機(jī)構(gòu)：i=1000, i=1000, 通常通常i=880i=8

3、80缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 傳動(dòng)效率低、蝸輪齒圈用青銅制造，本錢傳動(dòng)效率低、蝸輪齒圈用青銅制造，本錢高。高。線接觸線接觸類型類型按螺旋面形按螺旋面形狀分：狀分：阿基米德蝸桿、阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿漸開線蝸桿環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿按形狀分有：按形狀分有：圓柱蝸桿圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿圓柱蝸桿圓柱蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿 阿基米德螺線阿基米德螺線漸開線漸開線基圓基圓2d d蝸桿旋向：左旋、右旋蝸桿旋向：左旋、右旋( (常用常用) )1111精度等級(jí)：精度等級(jí)：對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，按如下等級(jí)制造：對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，按如下等級(jí)制造：v17.5 m/s -7級(jí)精度；級(jí)精度；v1 3 m/s -

4、8級(jí)精度；級(jí)精度；v140蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1 4 2 2、1 1蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)z2 2852 2854 2880 40將分度圓柱展開得：將分度圓柱展開得：= z1 px1/d1 = z1 px1/d1 = mz1/d1 = mz1/d1 tg1=l/d1 tg1=l/d1 4. 蝸桿的導(dǎo)程角蝸桿的導(dǎo)程角d1d1lpxpx1 111d d1 11 1115.5.蝸桿直徑系數(shù)蝸桿直徑系數(shù)q q加工時(shí)滾刀直徑等參數(shù)與蝸桿分度圓直徑等參數(shù)一加工時(shí)滾刀直徑等參數(shù)與蝸桿分度圓直徑等參數(shù)一樣，為了限制滾刀的數(shù)量，國(guó)標(biāo)規(guī)定分度圓直徑只樣，為了限制滾刀的數(shù)量，國(guó)標(biāo)規(guī)定分度圓直徑只能取規(guī)范值，并與模數(shù)相配。能

5、取規(guī)范值，并與模數(shù)相配。q 為蝸桿為蝸桿: 定義：定義： q=d1/m一般取一般取: q=8: q=81818。tg1 = px z1 /d1 tg1 = px z1 /d1 = z1 / q= z1 / q于是有：于是有： d1 = mq可由表可由表12121 1計(jì)算得到。計(jì)算得到。 直徑系數(shù)直徑系數(shù) 見下頁(yè)= mz1 / d1= mz1 / d1m11.251.62d1182022.42028(18)22.4(28)35.5m2.53.154d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5)m456.3d140(50)71(40)50(63)90(50)63m6.

6、3810d1(80)112(63)80(100)140(71)90表表141 蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)的匹配規(guī)范系列蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)的匹配規(guī)范系列 mm 20 q=12.5 28 q=17.51.6111p212p由相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理可知由相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理可知: :v2 = v1 + vS 6.6.齒面間滑動(dòng)速度齒面間滑動(dòng)速度vSvS及蝸輪轉(zhuǎn)向確實(shí)定及蝸輪轉(zhuǎn)向確實(shí)定= v1 / cos vS = v2 2+ v1 2作速度向量圖，得作速度向量圖，得: :v2 = v1 tg蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向: :v22222CWttv1v2vS111112p12p右旋蝸桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，那么蝸輪右旋蝸

7、桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，那么蝸輪的的 切向速切向速 度度vp2的方向與拇指指向一樣。的方向與拇指指向一樣。用手勢(shì)確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：用手勢(shì)確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。2222v2v2蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動(dòng)，有一種實(shí)用且簡(jiǎn)便的轉(zhuǎn)向判別方法：7.7.中心距中心距a = r1+r2 = m(q +z2)/2ar1r2二、圓柱蝸桿傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算二、圓柱蝸桿傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算由蝸桿傳動(dòng)的功用，以及給定的傳動(dòng)比由蝸桿傳動(dòng)的功用，以及給定的傳動(dòng)比 i , z1 z2 計(jì)算求得計(jì)算求得 m、d1 計(jì)算幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸表表

8、14-3 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算名名 稱稱計(jì)計(jì) 算算 公公 式式蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑齒頂高齒頂高齒根高齒根高頂圓直徑頂圓直徑根圓直徑根圓直徑蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距徑向間隙徑向間隙中心距中心距蝸蝸 桿桿蝸蝸 輪輪d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m df =1.2mq df =1.2mq da1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px= mc=0.2 ma=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)14-

9、3 14-3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、資料和蝸桿傳動(dòng)的失效形式、資料和構(gòu)造構(gòu)造一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式及資料選擇一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式及資料選擇主要失效形式：主要失效形式： 膠合、點(diǎn)蝕、磨損。膠合、點(diǎn)蝕、磨損。資料資料蝸輪齒圈采用青銅：減摩、耐磨性、抗膠合。蝸輪齒圈采用青銅：減摩、耐磨性、抗膠合。蝸桿采用碳素鋼與合金鋼：外表光潔、硬度高。蝸桿采用碳素鋼與合金鋼：外表光潔、硬度高。資料牌號(hào)選擇：資料牌號(hào)選擇：高速重載蝸桿：高速重載蝸桿：20Cr,20CrMnTi(20Cr,20CrMnTi(滲碳淬火滲碳淬火5662HRC)5662HRC) 或或 40Cr 42SiMn 45 ( 40Cr 42SiMn

10、 45 (外表淬火外表淬火4555HRC)4555HRC)一般蝸桿：一般蝸桿：40 45 40 45 鋼調(diào)質(zhì)處置鋼調(diào)質(zhì)處置( (硬度為硬度為220250HBS)220250HBS)蝸輪資料：蝸輪資料： vS 12 m/s vS 12 m/s時(shí)時(shí) ZCuSn10P1 ZCuSn10P1錫青銅制造。錫青銅制造。vS 12 m/s時(shí)時(shí) ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅錫青銅vS 6 m/s時(shí)時(shí) ZCuAl10Fe3鋁青銅。鋁青銅。vS 45 其他情況其他情況 HRC45 滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度 vs m/s f f f 0.01 0.11 6.28 0.12 6.84 0.18 10.2 0.10 0.08

11、 4.57 0.09 5.14 0.13 7.4 0.50 0.055 3.15 0.065 3.72 0.09 5.14 1.00 0.045 2.58 0.055 3.15 0.07 4 2.00 0.035 2 0.045 2.58 0.055 3.15 3.00 0.028 1.6 0.035 2 0.045 2.58 4.00 0.024 1.37 0.031 1.78 0.04 2.29 5.00 0.022 1.26 0.029 1.66 0.035 2 8.00 0.018 1.03 0.026 1.49 0.03 1.72 10.0 0.016 0.92 0.024 1.37

12、 15.0 0.014 0.8 0.020 1.15 24.0 0.013 0.74 對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，宜采用多頭蝸桿對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，宜采用多頭蝸桿 蝸桿加工困難蝸桿加工困難 過大過大當(dāng)當(dāng) 28 28 時(shí)，效率時(shí)，效率 增加很少。增加很少。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，蝸桿具有自鎖性，但效率時(shí)，蝸桿具有自鎖性，但效率 很低。很低。50%252.5512.50.51 1015 m/svs 1015 m/s時(shí)，采用壓力噴油光滑。時(shí)，采用壓力噴油光滑。當(dāng)當(dāng)v1 4 m/sv1 4 m/s時(shí)，采用蝸桿在上的構(gòu)造。時(shí)，采用蝸桿在上的構(gòu)造。三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于蝸桿傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大，假設(shè)不及時(shí)散熱，會(huì)

13、引起箱體內(nèi)，油溫升高，光滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至呈現(xiàn)膠合。因而，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)必需進(jìn)展熱平衡計(jì)算對(duì)閉式傳動(dòng)，熱量由箱體散逸，要求箱體與環(huán)境溫差：對(duì)閉式傳動(dòng)，熱量由箱體散逸，要求箱體與環(huán)境溫差： t =iAiA1000P1(1-)tg 1000P1(1-)tg tt=( t-t0 )-t=( t-t0 )-溫度差；溫度差；P1-P1-蝸桿傳送的功率；蝸桿傳送的功率；i-i-外表散熱系數(shù)；一般?。和獗砩嵯禂?shù)；一般?。篿=1017 i=1017 W/(m2 )W/(m2 )A-A-散熱面積散熱面積, m2, , m2, 指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油飛濺到的箱殼面積。對(duì)于箱體上的散熱片，壁被油飛濺到的箱殼面積。對(duì)于箱體上的散熱片，其散熱面積按其散熱面積按50%50%計(jì)算。計(jì)算。t-t-溫差許用值，一般?。簻夭钤S用值，一般取： t=6070 t=6070 要求油溫：要求油溫： t = t0+ t 90 t = t0+ t 90 不能滿足要求時(shí)，可采取冷卻措施：不能滿足要求時(shí)，可采取冷卻措施：1 1增加散熱面