機(jī)械原理-蝸桿傳動概述課件

機(jī)械原理—蝸桿傳動概述課件蝸桿傳動的定義與特點蝸桿傳動的類型與結(jié)構(gòu)蝸桿傳動的運動學(xué)原理蝸桿傳動的動力學(xué)原理蝸桿傳動的強(qiáng)度與失效分析蝸桿傳動的優(yōu)化設(shè)計contents目錄蝸桿傳動的定義與特點010102定義通過蝸桿和蝸輪的嚙合，將蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給蝸輪，實現(xiàn)動力的傳遞和變速。蝸桿傳動是一種具有交錯軸和螺旋齒的機(jī)械傳動方式，其中蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。特點蝸桿傳動的傳動比通常在10:1到100:1之間，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的減速或增速。蝸桿和蝸輪的嚙合為線接觸，具有較好的承載能力和較高的傳動效率。蝸桿傳動可以在較大的軸向和徑向尺寸范圍內(nèi)實現(xiàn)變速，適應(yīng)不同的傳動需求。蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，使用壽命較長。傳動比大傳動平穩(wěn)適應(yīng)性強(qiáng)維護(hù)簡便蝸桿傳動廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)械中，如印刷機(jī)、包裝機(jī)、紡織機(jī)等。工業(yè)領(lǐng)域汽車領(lǐng)域航空領(lǐng)域汽車變速器和轉(zhuǎn)向器中常采用蝸桿傳動，實現(xiàn)動力的傳遞和變速。在飛機(jī)起落架和發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，蝸桿傳動也得到了廣泛應(yīng)用。030201應(yīng)用領(lǐng)域蝸桿傳動的類型與結(jié)構(gòu)02根據(jù)齒廓形狀，可分為直廓蝸桿（阿基米德蝸桿）和錐廓蝸桿（法向直廓蝸桿和法向錐廓蝸桿）。圓柱蝸桿傳動根據(jù)圓弧齒的端面模數(shù)和分度圓直徑，可分為短幅外擺線齒形、長幅外擺線齒形和錐線齒形。圓弧齒蝸桿傳動根據(jù)錐蝸桿的截面形狀，可分為切線蝸桿、螺旋蝸桿和二次包絡(luò)蝸桿。錐蝸桿傳動類型圓弧齒蝸桿傳動主要由蝸桿、圓弧齒蝸輪和機(jī)架組成。圓柱蝸桿傳動主要由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。錐蝸桿傳動主要由錐蝸桿、直齒圓柱蝸輪和機(jī)架組成。結(jié)構(gòu)蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，表示蝸桿分度圓直徑與齒距之比，是設(shè)計、制造和使用蝸桿傳動的依據(jù)。模數(shù)在分度圓柱面上，螺旋線的切線與通過切點的平面之間的夾角，是影響蝸桿傳動效率的重要參數(shù)。壓力角蝸桿的軸向齒距與軸向模數(shù)之比，是影響蝸桿傳動速度和效率的參數(shù)。導(dǎo)程角參數(shù)蝸桿傳動的運動學(xué)原理03

運動關(guān)系蝸桿與蝸輪的相對運動蝸桿作為主動件，蝸輪作為從動件，兩者之間存在相對旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)方向判定根據(jù)蝸桿和蝸輪的旋向，可以確定蝸桿與蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向關(guān)系。轉(zhuǎn)動速度分析蝸桿的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和蝸輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向之間存在特定的關(guān)系。傳動比是蝸桿蝸輪副傳遞的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩之比。定義傳動比等于蝸桿的頭數(shù)與蝸輪的齒數(shù)之比。計算公式傳動比是蝸桿傳動的重要參數(shù)，決定了蝸桿傳動的減速或增速能力。作用傳動比潤滑的重要性良好的潤滑可以減少齒面摩擦，降低機(jī)械損失，提高傳動效率。潤滑方式選擇根據(jù)工作條件和使用要求，選擇合適的潤滑方式，如潤滑油、潤滑脂等。效率影響因素蝸桿傳動的效率受多種因素影響，如潤滑情況、齒面摩擦、機(jī)械損失等。效率與潤滑蝸桿傳動的動力學(xué)原理04蝸桿傳動中，蝸桿和蝸輪相互作用產(chǎn)生力矩。力矩平衡是分析蝸桿傳動動態(tài)特性的基礎(chǔ)。力矩平衡在蝸桿傳動過程中，由于摩擦力和傳動效率的變化，力矩會發(fā)生變化。了解力矩變化的規(guī)律有助于優(yōu)化傳動性能。力矩變化力矩分析蝸桿傳動中，蝸桿和蝸輪受到法向力和切向力的作用。這些力的大小和方向隨著傳動狀態(tài)的變化而變化。蝸桿傳動中的摩擦力是影響傳動效率的重要因素。分析摩擦力的性質(zhì)和變化規(guī)律有助于提高傳動效率。受力分析摩擦力分析法向力與切向力動態(tài)響應(yīng)蝸桿傳動的動態(tài)響應(yīng)包括速度、加速度和位移的變化。這些動態(tài)特性的變化規(guī)律影響傳動的穩(wěn)定性和精度。振動與噪聲蝸桿傳動過程中可能產(chǎn)生振動和噪聲。了解這些現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理有助于降低振動和噪聲，提高傳動性能。動態(tài)特性蝸桿傳動的強(qiáng)度與失效分析05123蝸桿傳動的材料強(qiáng)度是其承受載荷的關(guān)鍵因素。需要考慮材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等參數(shù)。材料力學(xué)性能蝸桿與蝸輪在傳動過程中會產(chǎn)生接觸應(yīng)力，需要進(jìn)行接觸應(yīng)力分析，以確定接觸面的應(yīng)力分布和大小。接觸應(yīng)力分析蝸桿在傳遞扭矩時會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，需要計算蝸桿的彎曲應(yīng)力，以確保其具有足夠的彎曲強(qiáng)度。彎曲應(yīng)力計算強(qiáng)度計算03塑性變形在較大應(yīng)力作用下，蝸桿和蝸輪的材料會發(fā)生塑性變形，影響其傳動精度和效率。01疲勞斷裂在循環(huán)載荷作用下，蝸桿和蝸輪的應(yīng)力超過其疲勞極限，導(dǎo)致疲勞斷裂。02膠合磨損蝸桿和蝸輪在高速重載下，由于摩擦產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致材料表面膠合，影響傳動效率。失效形式基于磨損的壽命預(yù)測通過監(jiān)測蝸桿和蝸輪的磨損量，預(yù)測其壽命。這種方法適用于潤滑不良或低速重載的情況?；谄跀嗔训膲勖A(yù)測通過疲勞試驗或有限元分析，預(yù)測蝸桿和蝸輪的疲勞壽命。這種方法適用于高循環(huán)載荷的情況?；趹?yīng)力壽命的預(yù)測方法根據(jù)材料的S-N曲線和應(yīng)力水平，預(yù)測蝸桿和蝸輪的壽命。壽命預(yù)測蝸桿傳動的優(yōu)化設(shè)計06效率原則緊湊性原則可靠性原則成本原則設(shè)計原則01020304優(yōu)化設(shè)計的首要目標(biāo)是提高蝸桿傳動的效率，減少能量損失，提高傳動性能。在滿足功能需求的前提下，應(yīng)盡量減小蝸桿傳動的體積和重量，實現(xiàn)緊湊設(shè)計。設(shè)計應(yīng)充分考慮蝸桿傳動的耐久性和穩(wěn)定性，確保長期穩(wěn)定運行。在保證性能和可靠性的前提下，應(yīng)盡可能降低制造成本和維護(hù)成本。通過對蝸桿和蝸輪的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，如蝸桿直徑、模數(shù)、螺旋角等，以提高傳動效率。參數(shù)優(yōu)化根據(jù)工作條件選擇合適的材料，如鑄鐵、青銅等，以增強(qiáng)蝸桿傳動的耐久性和承載能力。材料選擇合理的潤滑設(shè)計可以減少摩擦和磨損，提高傳動效率和使用壽命。潤滑設(shè)計考慮蝸桿傳動在工作過程中的熱效應(yīng)，進(jìn)行有效的散熱和隔熱設(shè)計。熱設(shè)計設(shè)計方法實例一某減速器蝸桿傳動的設(shè)計，通過參數(shù)