蝸桿傳動viewfile學習教案

1、會計學1蝸桿傳動蝸桿傳動viewfile第一頁，共32頁。1、應用(yngyng)P 750KW（通常50KW），Vs 35 m/s（通常15 m/s）。由于 i 大，可用于機床(jchung)分度機構、儀器儀表中。2、特點(tdin)1）工作平穩(wěn)：兼有斜齒輪與螺旋傳動的優(yōu)點。2）i大12zzi 蝸桿1、2、4、6傳遞動力時：i=8100（常用1550）傳遞運動時：i=幾百上千（單頭，）用于傳遞交錯軸之間的回轉運動。 一般：空間垂直為什么？優(yōu)點：齒輪z117第1頁/共32頁第二頁，共32頁。3）結構緊湊、重量輕、噪音(zoyn)小。4）自鎖性能(xngnng)好(用于提升機構) 。缺點(qud

2、in)：1）制造成本高，加工困難。2）滑動速度vs大。3）低。4）蝸輪需用貴重的減摩材料。第2頁/共32頁第三頁，共32頁。1、按蝸桿形狀(xngzhun)分圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿二、分類二、分類(fn li)(fn li)第3頁/共32頁第四頁，共32頁。ZA型:阿基米德蝸桿中間平面(pngmin)：齒條與漸開線齒輪嚙合端面(dunmin)：阿基米德螺旋線ZI型:漸開線蝸桿 端面：漸開線,較精密(jngm)傳動ZN型:法向直廓蝸桿(刀具加工位置不同)圓柱蝸桿第4頁/共32頁第五頁，共32頁。錐蝸桿：嚙合齒數多，平穩(wěn)(pngwn)，承載。環(huán)面蝸桿：接觸齒對數，承載（1.54）倍， 高，但制造安

3、裝(nzhung)要求高。2、按蝸桿頭數分單頭蝸桿：i，自鎖性，多頭(dutu)蝸桿：相反3、按旋向分左旋右旋一般采用右旋第5頁/共32頁第六頁，共32頁。三、精度三、精度(jn d)(jn d)等級等級12個等級(dngj)：動力傳動：69級測量(cling)分度：5級或以上2 2 失效形式、材料選擇和結構失效形式、材料選擇和結構一、失效形式一、失效形式與齒輪傳動類似：點蝕、膠合、磨損、折斷vs、發(fā)熱 主要為：膠合、磨損、點蝕蝸輪強度較弱，失效主要發(fā)生在蝸輪上。第6頁/共32頁第七頁，共32頁。二、材料二、材料(cilio)(cilio)vs減摩性 、強度不能都用硬材料1、蝸輪指齒冠部分(b

4、 fen)材料：減摩材料鑄錫青銅：vs1226m/s鑄鋁青銅(qngtng)：vs10m/s，抗膠合能力差鑄鋁黃銅：抗點蝕能力強,耐磨性差,用于vs小場合HT、QT：vs2m/s大直徑蝸輪：鑄鐵（蝸桿用青銅）2、蝸桿材料碳鋼合金鋼熱處理硬面蝸桿：首選 淬火磨削調質蝸桿：缺少磨削設備時選用。第7頁/共32頁第八頁，共32頁。2、蝸輪整體式齒冠：用貴重耐磨金屬(jnsh)(青銅)輪心：鑄鐵(zhti)或鑄鋼鑄造(zhzo)（澆鑄）過盈螺栓（鉸制孔）三、結構三、結構1、蝸桿：與軸一體。車制、銑制。組合式第8頁/共32頁第九頁，共32頁。3 3 圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)蝸桿傳動的基本參數蝸

5、桿傳動的基本參數一、基本一、基本(jbn)(jbn)齒廓齒廓中間平面上基本(jbn)齒廓和漸開線齒輪基本(jbn)齒廓基本(jbn)相同。mc2 . 0mf3 . 0、二、模數二、模數mm正確嚙合條件：21txPP 軸向 端面mmmtx21標準值(與齒輪不同,表13.4)cosnxmmm蝸桿導程角三、齒形角三、齒形角0刀具基準齒形的齒形角：200阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿：軸向齒形角2001x法向直廓蝸桿：法向齒形角2001n第9頁/共32頁第十頁，共32頁。四、蝸桿分度圓直徑四、蝸桿分度圓直徑(zhjng)d1(zhjng)d1（中圓直徑（中圓直徑(zhjng)(zhjng)）同一m的蝸桿，應

6、對直徑d1進行限制d1為標準值111111tandmzdmzdpzxd1pxpxtan11zmd加工(ji gng)蝸輪時的滾刀與尺寸與與之嚙合的蝸桿尺寸相同，但m一定時，由于z1和的變化，d1是變化的，即需要配備很多加工(ji gng)蝸輪的滾刀。d1m 表13.4第10頁/共32頁第十一頁，共32頁。五、蝸桿直徑五、蝸桿直徑(zhjng)(zhjng)系數系數q qmdq1d1、m為標準值q為導出值,不一定(ydng)為整數。11mzmqd六、蝸桿導程角六、蝸桿導程角 121111111tandudqzdmzdmzdpzx335 . 3制造(zhzo)困難m一定時，qd1蝸桿剛度z1一定時

7、， q，自鎖性 小m蝸桿選用大q，保證強度和剛度適于小P 大m蝸桿選用小q，保證效率適于大P第11頁/共32頁第十二頁，共32頁。傳遞(chund)動力時:頭數z1 采用(ciyng)多頭蝸桿傳遞運動時:保證(bozhng)自鎖( ),z1 ,采用單頭蝸桿七、七、z z1 1、z z2 2蝸桿頭數z1：蝸桿上蝸旋線的數目。z1=1、2、4、6等z1加工困難12uzz傳遞動力：282z（傳動平穩(wěn)性，避免根切）1002z(z2d2蝸桿軸長剛度) 一般取z2=3280z1z2：互質均勻磨損八、八、i i、u u1221ddnni12zzu 蝸桿主動時:2112nnizzu第12頁/共32頁第十三頁，

8、共32頁。九、中心九、中心(zhngxn)(zhngxn)距距a a)(2)(2)(2121221zzmzqmdda（應按p264系列(xli)值選?。┦⒆兾皇?、變位(bin wi)(bin wi)系數系數1、變位目的：配；。2、變位方法：與齒輪變位相同, 靠刀具的移位實現變位。故：蝸桿尺寸不能變動，加工蝸輪時的滾刀與蝸桿尺寸相同，加工時滾刀只作徑向移動，尺寸不變。第13頁/共32頁第十四頁，共32頁。第14頁/共32頁第十五頁，共32頁。4、變位(bin wi)類型1）齒數不變，湊a)2(2121dxmdax0，正變位 aa x0 負變位 aa 3、變位(bin wi)結果蝸桿各部分尺寸不

9、變，但節(jié)線變化11dd蝸桿和蝸輪滾刀尺寸相同(xin tn)，蝸輪滾銑節(jié)圓就是裝配后與蝸桿的嚙合節(jié)圓。蝸輪滾刀的滾銑節(jié)線不再是刀具中線(分度圓柱上母線)蝸輪尺寸發(fā)生變化，但22dd)(2121ddamaax第15頁/共32頁第十六頁，共32頁。2）a不變，齒數變化(binhu)，湊i湊i：（a不變， 2z2z ）)(2121zmdmax)(2121mzda)(2122zzx例13.1、例13.2)2(21)(212121zmxmdddax022zz齒數x022zz齒數第16頁/共32頁第十七頁，共32頁。4 4 幾何幾何(j h)(j h)計算（略）計算（略）5 5 受力分析與效率受力分析與效

10、率(xio l)(xio l)計算計算一、作用力一、作用力圓周力：12222atFdTF軸向力：11122taFdTF112uTT(蝸桿主動)1嚙合效率nntndTFFcoscos2coscos222忽略Ff ，Fn徑向力：122tanrtrFFF第17頁/共32頁第十八頁，共32頁。方向(fngxing)判定：1）蝸輪轉向(zhunxing)已知：n1、旋向n2左、右手定則：四指n1、拇指反向(fn xin)：嚙合點v2n22）各分力方向Fr：指向各自輪心Ft蝸桿與n1反向蝸輪與n2同向12atFFFa蝸桿：左、右手定則蝸輪：12taFFn2n13）旋向判定蝸輪與蝸桿旋向相同。v2第18頁/

11、共32頁第十九頁，共32頁。練習(linx)：n1n1Fr1Fr2Ft1xFa2Fa1Ft2右旋n2Fr1Fr2Ft1Fa2xFa1Ft2n2已知：蝸桿軸為輸入(shr)，大錐齒輪軸為輸出，軸轉向如圖。試：確定各輪轉向、旋向及受力。1. n4 n3 n2 Ft2 Fa2 2. Fa3 Fa2 Ft1 n1蝸輪右旋n4輸出1234蝸桿右旋第19頁/共32頁第二十頁，共32頁。二、傳動二、傳動(chundng)(chundng)效率效率與齒輪(chln)類似：3211、嚙合1：近似(jn s)按螺旋副計算)tan(tan1v（蝸桿主動）tan)tan(1v（蝸輪主動）v當量摩擦角，與vs有關。co

12、s1vvs說明：1）vsvv 油膜易形成12）為影響1的主要因素：101dd245v時，1 max此后，1（p268 表13.6）第20頁/共32頁第二十一頁，共32頁。第21頁/共32頁第二十二頁，共32頁。一般取2728后：緩慢大時，加工(ji gng)困難2、2攪油效率：99.023、3軸承效率：99.036 6 圓柱蝸桿傳動的強度圓柱蝸桿傳動的強度(qingd)(qingd)計算計算蝸輪齒強度(qingd)低于蝸輪齒計算針對一、接觸強度計算一、接觸強度計算32HAEHaTKZZminlimHHhnHSZZ校核式32limmin2HHhnEASZZZZTKa設計式第22頁/共32頁第二十

13、三頁，共32頁。參數(cnsh)說明：1）T2蝸輪轉矩,N mm2）KA使用系數,表12.9（同齒輪(chln)傳動）3）ZE彈性系數,表13.2，P2604）Z接觸(jich)系數,考慮齒面曲率和接觸(jich)線長度影響,Z初值a是否接近？與ZZ根據查得。ad1設計時：未知，初選值ad1ad1ad1112uTT（蝸桿主動）第23頁/共32頁第二十四頁，共32頁。第24頁/共32頁第二十五頁，共32頁。b）ad1 5）Zn轉速(zhun s)系數（式13.17、13.18）6）Zh壽命(shumng)系數基本公式6 . 12500061hhLZ即hLh15007）求d1、z1、z2、m。P2

14、71三、彎曲三、彎曲(wnq)強度計算強度計算難于精算條件性估算參見式13.24（P272）彎曲強度主要與模數、蝸輪齒寬有關。討論：ZH a一定時，ad1d1蝸桿剛度d1一定時，ad1a結構緊湊蝸桿傳動的重要參數ad1a）ad1第25頁/共32頁第二十六頁，共32頁。8 8 溫度溫度(wnd)(wnd)計算（熱平衡計算）計算（熱平衡計算）由于(yuy)發(fā)熱大易膠合即：發(fā)熱(f r)率H1 = 散熱率H2摩擦功耗：)1 (1000)1 (11PKWPPf)1 (10001PH)/(sJ冷卻散去的熱量：)(012ttAHW環(huán)境溫度t0=20箱內工作溫度散熱面積，可由13.27式估算表面?zhèn)鳠嵯禂担?

15、/(2cmW則：21HH CtAPtW80)1 (1000011熱平衡計算第26頁/共32頁第二十七頁，共32頁。油溫比t1高15左右(zuyu)， 油溫小于100。 蝸桿上置：飛濺冷卻(lngqu)作用差， 0.8W若t1太高，可采取(ciq)如下措施：2、蝸桿軸端裝風扇1、加散熱片3、外冷卻壓力噴油潤滑4、油池內安裝蛇形冷卻水管第27頁/共32頁第二十八頁，共32頁。9 9 潤滑潤滑(rnhu)(rnhu)一、油粘度與潤滑一、油粘度與潤滑(rnhu)(rnhu)方法方法運動粘度:40抗膠合潤滑(rnhu)方法：smvs/5：蝸桿下置浸油潤滑smvs/105：蝸桿上置浸油（攪油阻力大）smvs/10：壓力噴油潤滑,油嘴對著蝸桿嚙入端二、蝸桿布置與潤滑方式二、蝸桿布置與潤滑方式蝸桿下置：浸入油中深度至少一個牙高，但油面不應超過軸承最低滾動體的中心。蝸桿上置：浸入油池的蝸輪深度為（1/61/3）r2蝸桿下置式冷卻效果更好。第28頁/共32頁第二十九頁，共32頁。10 10 提高提高(t go)(t go)圓柱蝸桿傳動承載能力的措施圓柱蝸桿傳動承載能力的措施