机械设计基础 第8章 蜗杆传动.pptx

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1、第8章蜗杆传动机械设计基础——蜗杆传动8-1蜗杆传动的特点和类型8-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸8-3蜗杆传动设计基础8-4蜗杆传动的计算8-5热平衡一、蜗杆传动及其特点机械设计基础——蜗杆传动2特点传动比大：一般传动i=7~80;分度机构可达1000结构紧凑传动平稳，噪声小效率低成本高1组成和应用通常二轴交角＝90°蜗杆主动，蜗轮从动蜗杆蜗轮8-1蜗杆传动的特点和类型动画二、蜗杆传动的类型机械设计基础——蜗杆传动环面蜗杆锥蜗杆按蜗杆整体形状分：圆柱蜗杆圆柱蜗杆机械设计基础——蜗杆传动渐开

2、线蜗杆(ZI蜗杆)法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)锥面包络蜗杆(ZK蜗杆)圆弧面蜗杆(ZC蜗杆)按螺旋面形状分阿基米德蜗杆(ZA蝇杆)2轴面呈齿条（直廓）阿基米德螺旋线刃面过轴面渐开线dbIIIIIIIIIIIII－III－IIIII－III凸廓直廓刃面切于基圆柱面凸廓一、正确啮合条件机械设计基础——蜗杆传动正确啮合条件：mx1=mt2=mx1=t2=1=2;旋向相同,即蜗杆、蜗轮同为左旋，或同为右旋;主平面(中间平面):通过蜗杆轴线并垂直与蜗轮轴线的平面;8-2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

3、啮合特点机械设计基础——蜗杆传动几何尺寸计算上，按主平面的参数仿照齿轮进行计算受力上，与斜齿轮相似;从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动;从主平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形，啮合传动类似于齿轮齿条运动;d1Bpda2a2da2d2df2Ldf1da1hahfh1模数机械设计基础——蜗杆传动mx1=mt2=m从主平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形啮合传动类似于齿轮齿条运动d1p二、主要参数及几何尺寸2压力角机械设计基础——蜗杆传动GB

4、/T10088-88规定：阿基米德蜗杆：a=20°动力传动：a=25°分度传动：a=12°、15°从主平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形啮合传动类似于齿轮齿条运动d1Bp23导程角机械设计基础——蜗杆传动根据正确啮合条件，1=2（蜗轮的螺旋角）从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角pz1pz1pd14分度圆直径机械设计基础——蜗杆传动蜗轮分度圆直径同齿轮d2=mz2蜗杆分度圆标准化，以限制刀具数d1与模数相匹配d1Bpa

5、2da2d2df2df1da1hahfhda25中心距机械设计基础——蜗杆传动反映功率大小ad1Bpde22da2d2df2df1da1hahfh6蜗杆尺寸计算公式8-3蜗杆、蜗轮的失效形式及选材机械设计基础——蜗杆传动一、失效形式及设计准则1失效形式失效：胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿;开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断;闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀;由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上;2设计准则——主要考虑蜗轮开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断保证齿根疲劳强度闭式齿轮传

6、动：齿面胶合、点蚀按齿面接触疲劳强度设计，齿根疲劳强度校核另外，还应作热平衡计算材料要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度;1蜗杆的材料高的强度、刚度及光洁度;碳钢—45号钢调质或淬火;合金钢—20Cr、20CrMnTi(渗碳淬火)、40Cr(表面淬火);2蜗轮的材料减摩、抗胶合、抗点蚀;铸锡青铜ZCuSn10P1—适合高速;铸铝青铜ZCuAl9Fe3—低速重载;灰铸铁HT200—低速轻载;机械设计基础——蜗杆传动二、选材三、蜗杆结构机械设计基础——蜗杆传动通常为整体式——蜗杆轴四、蜗轮结构机

7、械设计基础——蜗杆传动通常为组合式一、受力分析机械设计基础——蜗杆传动作用力的大小：受力分析类似斜齿传动;蜗杆、蜗轮旋向相同;蜗杆三个分力：Fr1,Ft1,Fa1蜗轮三个分力：Fr2,Ft2,Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft28-4蜗杆传动的强度计算径向力的判断方法：指向各自圆心;圆周力的判断方法：利用转向判断;轴向力的判断方法：蜗杆左、右手方法:主动轮为右旋，握紧右手，四指弯曲方

8、向表示主动轮的回转方向，拇指的指向即为作用在主动轮上轴向力的方向；若主动轮为左旋，用左手;作用力的方向机械设计基础——蜗杆传动蜗轮的转向：与Fa1反向;Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2二、轮齿表面的接触强度计算机械设计基础——蜗杆传动校核公式：设计公式：特点：强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）;中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，蜗轮类似于斜齿轮;蜗轮轮齿的强度计算与斜齿轮相似;说明：1