機(jī)械設(shè)計(jì)PL11課件

第十一章蝸桿傳動(dòng)本章內(nèi)容：蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型，基本參數(shù)和幾何尺寸，失效形式，受力分析，強(qiáng)度計(jì)算

本章重點(diǎn)：受力分析，參數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)

學(xué)習(xí)方法:與齒輪傳動(dòng)比較，抓住不同的⑴傳動(dòng)的特點(diǎn)⑵參數(shù)尺寸特點(diǎn)⑶材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)⑷受力特點(diǎn)⑸強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)用以傳遞交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力交錯(cuò)角一般為90°

圓柱蝸桿傳動(dòng)§11—1概述(一)蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型:

錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)（ＺＫ）取決于蝸桿按蝸桿形狀分環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)

阿基米德蝸桿傳動(dòng)（ＺＡ）漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿傳動(dòng)（ＺＩ）法向直廓蝸桿傳動(dòng)（ＺＮ）(二)蝸桿的形成導(dǎo)程角→輪齒方向與端面的夾角螺旋角β→輪齒方向與軸線(xiàn)的夾角

1.外形:蝸桿→短螺桿

蝸輪→特殊的斜齒輪→螺母的一部分2.具有螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)

自鎖條件:效率:(當(dāng)量摩擦角)(三)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1.ｉ很大，一般ｉ＝7～80,分度ｉ＝5002.傳動(dòng)平穩(wěn),噪音低3.可自鎖,結(jié)構(gòu)緊湊缺點(diǎn):1.Ｖs大→效率低,發(fā)熱大→可自鎖時(shí)η＜50％2.需貴重金屬→價(jià)高3.不宜用于大功率長(zhǎng)期工作§11—2圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算

在中間平面內(nèi)——齒輪與齒條嚙合，以中間平面的參數(shù)為準(zhǔn)1.中間平面（過(guò)蝸桿軸線(xiàn)平面）

2.蝸桿分度圓直徑ｄ1

正確嚙合條件:旋向相同

為減少滾刀的規(guī)格數(shù)量→ｄ1定為標(biāo)準(zhǔn)值

ｄ1與ｍ搭配表11—2蝸桿→軸面(a)

蝸輪→端面(t)3.蝸桿導(dǎo)程角γ:4.蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2z1=1、2、4、6z2＞28，動(dòng)力傳動(dòng)zmax=805.幾何尺寸計(jì)算表(11—3)中心距:C*=0.2

4蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)

3.蝸輪的材料→

最好→錫青銅→┌ZCuSn10p1(10-1),└ZCuSn5PbZn5(5-5-5)

其余→鋁青銅、灰鑄鐵、尼龍減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕蝸桿的結(jié)構(gòu)→通常為整體式——蝸桿軸蝸輪的結(jié)構(gòu)→通常為組合式三蝸桿傳動(dòng)受力分析1.受力分析類(lèi)似斜齒傳動(dòng)蝸桿、蝸輪旋向相同2.作用力的大小(將Fn分解)蝸桿三個(gè)分力：Fr1,Ft1,Fa1Fr1Ft1n1Fa1Fa2Ft2Fr22.作用力的大小蝸輪三個(gè)分力：Fr2,Ft2,Fa2蝸桿三個(gè)分力：Fr1,Ft1,Fa1四蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)：⑴只計(jì)算蝸輪的強(qiáng)度（蝸桿的剛度）⑵閉式：齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度開(kāi)式：齒根彎曲強(qiáng)度疲勞設(shè)計(jì)⑶考慮膠合→熱平衡計(jì)算→驗(yàn)算油溫4.蝸輪的轉(zhuǎn)向與Fa1

反向㈠蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算K—載荷系數(shù)K=KAKβKV

ZE—材料的彈性影響系數(shù)青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿ZE=160Mpa1／2Zρ—蝸桿傳動(dòng)的接觸線(xiàn)長(zhǎng)度和曲率半徑對(duì)接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)圖11—14[σＨ]—許用接觸應(yīng)力查表(11-6),錫青銅[σＨ]=KHN[σＨ]′，[σＨ]′查表(11-7)校核公式－Mpa設(shè)計(jì)公式－ＹＦa2—齒形系數(shù)依當(dāng)量齒數(shù)查圖11—19［σＦ］—許用彎曲應(yīng)力［σＦ］=［σＦ］′KFN

［σＦ］′查表(11-8)㈡蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式Mpa設(shè)計(jì)公式mm3

二蝸桿傳動(dòng)的效率

η=η1η2

η3=0.95~0.96η1

η1—

嚙合摩擦損失效率

2.η的估算T2=T1iη11.蝸桿傳動(dòng)的效率Z11246η0.70.80.90.95η2

—

軸承摩擦損失效率η3

—攪油損失效率γ—

導(dǎo)程角—當(dāng)量摩擦角三蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算

vs大→發(fā)熱大→效率低——若散熱及時(shí)→熱平衡

1.計(jì)算公式:

單位時(shí)間發(fā)熱量同時(shí)間散熱量2.改善散熱措施:(1)增大散熱面積S(2)提高散熱系數(shù)αd：軸上裝風(fēng)扇、裝蛇形冷卻管控制油溫所需散熱面積ta—室溫20℃αd—散熱系數(shù)αd=8.15~17.45W/m2℃小結(jié)：1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)：i大，一般i=7～80,分度ｉ＝500；平穩(wěn)；緊湊；可自鎖Ｖs大→效率低,發(fā)熱大→貴重金屬→價(jià)高2.參數(shù)和尺寸計(jì)算:中