蜗杆传动设计

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1、蜗杆传动设计蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。这种传动由丁•具冇结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定的条件下具有可靠的口锁性等优点，它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。基本要求1.熟练常握蜗杆的传动特点、失效形式和计算准则；2.熟练掌握蜗杆和蜗轮的结构特点；3.掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率；4・掌握蜗杆传动的热平衡计算；5.了解蜗杆传动的强度计算特点；6.了解蜗杆的传动类型；8.1.1蜗轮蜗杆的形成蜗杆蜗轮传动是由交错

2、轴斜齿圆柱齿轮传动演变而來的。小齿轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。蜗杆蜗轮传动的特征：其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，交错角为S=90°,刀很少，一般乙=1〜4；其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮部分地包容蜗杆。8.1.2蜗杆传动的类型按蜗杆形状的不同可分：1.I员I柱蜗杆传动-

3、普通I员I柱蜗杆邙可基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆、锥面包络蜗杆）和圆弧蜗杆普通圆柱蜗杆圆弧蜗杆2.环面蜗杆传动环面蜗杆3.锥蜗杆传动&1.3蜗杆传动的特点传动比大，结构紧凑传动平稳，无噪声具有自锁性传动效率较低，磨损较严重蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大。&1.4蜗杆传动的应用由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为捉高传动效率，常取方=2-4。此外，由于当八较小时传动具冇自锁性，故常用在卷扬机等起重机械屮，起安全保护作用。它还广泛应用在机

4、床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或设备中；手动蜗杆传动卷扬机电动蜗杆传动卷扬机单级蜗杆传动减速器一蜗杆传动由蜗杆相对于蜗轮的位置不同分为上置蜗杆和下置蜗杆传动。8.2.1普通圆柱蜗杆传动的基本参数及其选择1.基本参数：(1)模数/〃和压力角—在中间平面中，为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合，蜗杆的轴向模数加和压力角a汉应分别相等于蜗轮的法面模数血和压力角52,即aal=al2蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为：tgQFtgQJcosY式中：/-导程角。(2)蜗杆的分度圆直径么和直径系数g为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸

5、相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由丁•相同的模数，可以有许多不同的蜗朴直径，这样就造成耍配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。显然，这样很不经济。为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对毎一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d,而把及分度I员I直径和模数的比称为蜗杆直径系数q,W：q-d/m常用的标准模数/〃和蜗杆分度圆直径4及直径系数Q,见匹配表。（3）蜗杆头数乙和蜗轮齿数Z2蜗杆头数可根据要求的传动比和效率來选择，一•般取^=1-10,W7=1，2,4,6O选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，

6、则乙取小值;耍求传动自锁时取^=1；要求具冇高的传动效率，或高速传动时，则乙取较大值。蜗轮齿数的多少，影响运转的平稳性，并受到两个限制：最少齿数应避免发生根切与干涉，理论上应使夠5^17,但勿<26吋，啮合区显著减小，影响平稳性，而在三2上30时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z2>28o另一方而Z2也不能过多，当z2>80时（对于动力传动），蜗轮直径将增大过多，在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距，影响蜗杆轴的刚度和啮合精度;对一定直径的蜗轮，如勺取得过多，模数刃就减小甚多，将影响轮齿的弯曲强度；故对于动力传

7、动，常用的范围为总~28-70。对于传递运动的传动，总可达200、300,甚至可到1000c方和7的推荐值见下表i=z2/ziZ]629—317—15429—6114—30229—6129—82129—82(4)导程角K蜗杆的形成原理与螺旋相同，所以蜗杆轴向齿距灿与蜗杆导程□的关系为p,=ZP“由下图可知:tanY-A/d{=z{pjJid{=z{m/d{=zjq导程角"的范围为3.5。一33。。导程角的大小与效率有关。导程角大时,效率高，通常$=15。-30°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大，蜗杆车削困难。导程角小时，效率

8、低，但可以自锁，通常K=3.5°-4.5°(4)传动比I传动比2•二门主动1/门从动2蜗杆为主动的减速运动中i-njZx=u式中：A-蜗杆转速；灿-蜗轮转速。减速运动的动力蜗杆传动，通常取5W"W70,优先采用15W〃W50；增速传动5W〃W15。普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及