蝸桿傳動課件-參考

第十一章

蝸桿傳動直接嚙合傳動，交錯軸傳動，一般∑=90o第十一章蝸桿傳動直接嚙合傳動，交錯軸傳動，一般∑11-1蝸桿傳動的類型及特點一、類型圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿普通圓柱蝸桿圓弧齒圓柱蝸桿阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）錐面包絡圓柱蝸桿（ZK蝸桿）應用：不宜用于閉式，連續(xù)大功率傳動。

（交錯軸，效率低，摩擦大，不宜散熱）11-1蝸桿傳動的類型及特點一、類型圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸（一）、圓柱蝸桿1、普通圓柱蝸桿（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）——車制蝸桿加工方便，應用最廣泛特點：i大，結構緊湊；

傳動平穩(wěn)，噪聲低；

當

，自鎖蝸桿；

摩擦磨損大，

，發(fā)熱大。

一般：

0.7~0.8

自鎖：

0.4左右（一）、圓柱蝸桿1、普通圓柱蝸桿（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿蝸桿傳動課件_參考蝸桿傳動課件_參考（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）——車制蝸桿端面齒廓為延伸漸開線，法面齒廓為直線。（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）——車制蝸桿端面齒廓為延伸漸開（3）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開線，它相當于一個少齒數（齒數等于蝸桿頭數）、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。（3）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開線，它相當于一個少（3）錐面包絡圓柱蝸桿（ZK蝸桿）非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。（3）錐面包絡圓柱蝸桿（ZK蝸桿）非線性螺旋齒面蝸桿。不能在2.圓弧齒圓柱蝸桿（ZC蝸桿）蝸桿的螺旋面用刃邊為凸圓弧形的刀具切成，蝸輪用范成法制造。特點：效率高（

≥0.9），承載能力大（增加50~150%）。蝸桿凹圓弧——蝸輪凸圓弧。2.圓弧齒圓柱蝸桿（ZC蝸桿）蝸桿的螺旋面用刃邊為凸圓弧形（二）、環(huán)面蝸桿傳動特征：蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的旋轉曲面。（二）、環(huán)面蝸桿傳動特征：蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線主要特點：效率提高：

=0.85~0.9，

承載能力大:增加2~4倍。同時嚙合齒數多，容易形成潤滑油膜。主要特點：效率提高：=0.85~0.9，同時嚙合齒數多，（三）、錐蝸桿錐蝸桿——錐蝸輪特點：

↑i范圍↑

10~360

承載能力大，效率較高

節(jié)約有色金屬，制造安裝方便

傳動不對稱，正、反轉承載效率不同。（三）、錐蝸桿錐蝸桿——錐蝸輪特點：↑i范圍↑10二、蝸桿傳動的特點1.傳動比大:一般

i=5~80，最大可達300，結構緊湊。2.傳動平穩(wěn)，噪聲小。3.自鎖蝸桿螺旋線升角

≤

v,實現自鎖。缺點：因為交錯軸傳動，齒面相對滑動大，所以摩擦磨損大，發(fā)熱大，效率低，壽命短。11-2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算中間平面：通過蝸桿軸線，垂直于蝸輪軸線的平面。即：蝸桿軸面：a1蝸輪端面：t2相當于：斜齒條——斜齒輪傳動中間平面：齒形——標準齒形

參數——標準參數二、蝸桿傳動的特點1.傳動比大:一般i=5~80，最大可蝸桿傳動課件_參考一、主要參數及其選擇1、模數m，壓力角

正確嚙合條件：2、蝸桿分度圓直徑標準化，減小刀具數目。m,q——見表11-2一、主要參數及其選擇1、模數m，壓力角正確嚙合條件：2、蝸3、蝸桿頭數Z1，蝸輪齒數Z2螺距一定，頭數多效率高。S=Z1pa

S——導程；

pa——螺距。3、蝸桿頭數Z1，蝸輪齒數Z2螺距一定，頭數多效率高。S=Z動力傳動

Z2<80避免根切

Z2>28彎曲強度↓蝸桿軸剛度↓一般：Z1=1~4（便于加工）動力傳動Z2<80彎曲強度↓一般：Z1=1~4（便于加工4、導程角

，蝸輪螺旋角

5、傳動比6、中心距a4、導程角，蝸輪螺旋角5、傳動比6、中心距a二、蝸桿傳動的變位特點變位的目的：避免根切、湊中心距、提高強度。變位的特點：刀具標準化，僅蝸輪變位，蝸桿不變位。二、蝸桿傳動的變位特點變位的目的：避免根切、湊中心距、提高強變位方式：（兩種）1.變位后齒數不變中心距變2.變位后齒數變中心距不變三、幾何尺寸計算變位方式：（兩種）1.變位后齒數不變中心距變2.變位后齒蝸桿傳動課件_參考蝸桿傳動課件_參考蝸桿傳動課件_參考11-3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算一、失效形式、設計準則及常用材料特點：蝸輪失效：材料（蝸桿強度高）、結構。交錯軸傳動：vs↑摩擦磨損↑

↓發(fā)熱↑1、失效形式：閉式：潤滑良好——點蝕

潤滑不好——膠合開式：磨損2、設計準則：閉式：接設——彎較，熱平衡計算開式：僅按彎設（或Z2>80）11-3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算一、失效形式、設計準則3、常用材料要求

：強度、耐磨性、跑合性。二、受力分析3、常用材料要求：強度、耐磨性、跑合性。二、受力分析蝸桿傳動課件_參考蝸桿傳動課件_參考

三、強度計算特點：相當于斜齒輪、斜齒條傳動。設計方法：同齒輪。1.齒根彎曲疲勞強度計算——依據：相當于外伸梁按表11-2確定m,d值。校核：設計：三、強度計算特點：相當于斜齒輪、斜齒條傳動。設計方法：同公式分析：i.載荷系數

K=KA

K

Kv工作情況系數

KA

表11-5公式分析：i.載荷系數K=KAKKv工作載荷分布平均系數

K

動載系數

KVv2

3m/s1.0—1.1v2>3m/s1.1—1.2ii.YFa2

齒形系數。載荷平穩(wěn)、跑合好:K

=1不平穩(wěn)、沖擊:K

=1.3—1.6K

按當量齒數載荷分布平均系數K動載系數KVv23m/s蝸桿傳動課件_參考iii.當N>25

107時

，取N=25

107<105時

，取N=105考慮應力校正系數后的基本許用彎曲應力。iii.當N>25107時，取N=25107<105時iv.螺旋角影響系數2.齒面接觸疲勞強度——依據彈性力學赫茲公式

蝸桿：鋼材料

蝸輪：鑄鐵、青銅

=20°iv.公式分析：i.:基本許用接觸應力

表11-7

壽命系數

取法同前公式分析：i.壽命系數取法同前ii.青銅、鋼、鑄鐵蝸桿。

iii.按表11-2確定md1iv.Z

—接觸系數，圖11-14四、蝸桿的剛度計算適用于：載荷大、精度高、Z2>80時，蝸桿剛度不足、變形過大、載荷集中，按軸的彎曲剛度計算。最大撓度：ii.

五、蝸桿傳動精度12級

1級最高

常用6—9級6級：精度機床、分度機構。7級：主傳動常用。8級：不連續(xù)傳動

、低速。9級：不重要傳動。11-5蝸桿傳動的效率、潤滑、熱平衡計算一、傳動效率總效率：

=

1?

2?

31.

1：嚙合摩擦效率。五、蝸桿傳動精度12級1級最高常用6—

V—當量摩擦角。按vs查表11-18V—當量摩擦角。按vs查表11-182.軸承摩擦效率

23.攪油損耗效率

3

一般取

2?

3=0.95—0.96設計時初選：二、蝸桿傳動的潤滑1.潤滑劑：按齒面相對滑動vs表11-21

運動粘度表11-20

油牌號2.軸承摩擦效率23.攪油損耗效率3設計時初選：二、蝸桿傳動課件_參考

潤滑方法：按vs表11-21潤滑目的：i.減少摩擦、磨損，

；

ii.冷卻、散熱；

iii.緩沖、吸振；

iv.防塵、防銹。

三、熱平衡計算連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動

發(fā)熱

油溫

—膠合、磨損潤滑方法：按vs表11-21潤滑目的：i.減少摩擦熱平衡條件：H1=H2發(fā)熱量：

H1=1000

P

1-

散熱量：

H2=

d

S

t0-ta

d：散熱系數，

d=（8.15—17.45)W/(m2?

C)

空氣流通取最大值。

內表面：淺油

S：散熱面積

外表面：空冷熱平衡條件：H1=H2發(fā)熱量：H1=1000P1-t0：工作油溫：

t0=60—70

C不超過80

Cta：環(huán)境溫度：

ta=20

C當t0>80

C或S不足時，采取措施：i.散熱片；ii.裝風扇；iii.循環(huán)冷卻管路。t0：工作油溫：t0=60—70C不超過80蝸桿傳動課件_參考蝸桿傳動課件_參考11-6蝸桿、蝸輪的結構設計一、蝸桿的結構

銑制蝸桿：剛度好蝸桿軸

車制蝸桿：退刀槽二、蝸輪的結構輪輻、輪轂：同齒輪。輪緣：1.齒圈式：青銅齒圈，鑄鐵輪體。

過盈配合：H7/r6d=(1.2—1.5)m

緊定螺釘：4—6個

擰入深度：（0.3—0.4)B

偏輪芯：

2—3mm11-6蝸桿、蝸輪的結構設計一、蝸桿的結構蝸桿傳動課件_參考

應用：尺寸不大、溫差不大。2.螺栓聯(lián)接式：拆裝方便。

應用：尺寸大、易磨損處。3.整體澆注式

應用：鑄鐵或小青銅蝸輪。4.拼鑄式

應用：成批生產。應用：尺寸不大、溫差不大。2.螺栓聯(lián)接式：拆裝方便。3.蝸桿傳動課件_參考例題：試設計一攪拌機用的閉式蝸桿減速器中的普遍圓柱蝸桿傳動。已知：輸入功率P=9kW,蝸桿轉速n1=1450r/min,傳動比i12=20,傳動不反向，工作載荷較穩(wěn)定，但有不大的沖擊。要求壽命Lh=12000h。解：1.選擇蝸桿傳動類型2