蝸桿傳動(dòng).ppt

第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.1 概述,13.1.1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用,蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿、蝸輪副組成的用以傳遞空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。通常軸交角為90。,主要特點(diǎn) 1、 能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比 2、 沖擊載荷小、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低 3、 具有自鎖性 4、 摩擦損失較大，效率低 5、 成本高,蝸桿傳動(dòng)不適用于大功率和長(zhǎng)期連續(xù)工作的傳動(dòng)。,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.1.2 蝸桿傳動(dòng)的分類,第十三章 蝸桿傳動(dòng),圓柱蝸桿傳動(dòng),第十三章 蝸桿傳動(dòng),環(huán)面蝸桿傳動(dòng),第十三章 蝸桿傳動(dòng),錐蝸桿傳動(dòng),第十三章 蝸桿傳動(dòng),1、普通圓柱蝸桿傳動(dòng),一般用于低速、輕載或不太重要的傳動(dòng)。,用于蝸桿頭數(shù)較多，轉(zhuǎn)速較和較精密的傳動(dòng)。,用于多頭精密蝸桿傳動(dòng)。,第十三章 蝸桿傳動(dòng),2、圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)(zc型),第十三章 蝸桿傳動(dòng),第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.1.3 蝸桿傳動(dòng)的精度,12個(gè)精度等級(jí),第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.2 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu),13.2.1蝸桿傳動(dòng)的失效形式,失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。為蝸輪輪齒的齒面膠合、點(diǎn)蝕、磨損、輪齒折斷等。,蝸輪輪齒折斷,蝸輪齒面磨損,蝸輪齒面膠合,蝸桿齒面點(diǎn)蝕,13.2.2 材料選擇,中碳鋼+調(diào)質(zhì),鑄造錫青銅,鑄造鋁鐵青銅,灰鑄鐵和球墨鑄鐵,要求：強(qiáng)度足夠，減摩、耐磨、易跑合和抗膠合。,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.2.3 蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu),蝸桿制成蝸桿軸:,第十三章 蝸桿傳動(dòng),蝸輪結(jié)構(gòu)：,13.3 圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù), 模數(shù) m 和壓力角,中間平面 包含蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面,蝸輪加工 滾刀滾制，滾刀幾何參數(shù)同相配蝸桿,在中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合,在中間平面內(nèi),mx1 = mt2 = m,x1 = t2 = = 20,第十三章 蝸桿傳動(dòng), 蝸桿導(dǎo)程角與蝸輪螺旋角之關(guān)系,=90 時(shí)： =,且旋向相同, 蝸桿直徑系數(shù) q 及分度圓直徑d1,d1 標(biāo)準(zhǔn)系列值,限制蝸輪滾刀數(shù)量，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化,蝸桿直徑系數(shù)：q = d1 / m, d1 = m q,q與導(dǎo)程角之關(guān)系：,第十三章 蝸桿傳動(dòng),當(dāng)要求自鎖時(shí)，,為提高傳動(dòng)效率，導(dǎo)程角選較大值，但導(dǎo)程角過大，加工困難且齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度也增大，磨損加速，故,z1 = 1、2、4、6, 蝸桿頭數(shù) z1、蝸輪齒數(shù) z2 及傳動(dòng)比 i,i = n1/n2 = z2/z1,= d2 / d1 ?, d2 / d1,當(dāng)要求傳動(dòng)比大或要求自鎖時(shí)，z1=1，但 z1 少，效率低 為避免根切或傳遞功率較大時(shí)，z1=2、4、6， z1 過多,制造困難,z2 = i z1=28 100,常取 z2 = 32 80,且z2和z1最好互質(zhì)。,中心距 a =(d1+d2)/2 = m(q+z2)/2,其他尺寸計(jì)算見表13.5,普通圓柱蝸桿傳動(dòng)與斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的區(qū)別：,傳動(dòng)比 i ,齒輪傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng),i = d2 / d1,i d2 / d1,m、 ,法面為標(biāo)準(zhǔn)值,中間平面為標(biāo)準(zhǔn)值, ,1= - 2, =, 旋向相同,d1 ,d1= mnz1/cos,d1=mq,且為標(biāo)準(zhǔn)值,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.3.10 變位系數(shù),配湊中心距 變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變，而傳動(dòng)中心距改變。,第十三章 蝸桿傳動(dòng),改變傳動(dòng)比 變位前后，蝸桿傳動(dòng)中心距不變，而蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化。,蝸桿傳動(dòng)變位跟齒條齒輪傳動(dòng)變位類似，蝸輪變位，蝸桿不變。變位后，蝸輪的分度圓與節(jié)圓仍然重合，只是蝸桿的節(jié)線不再與分度線重合。,蝸桿傳動(dòng)變位的特點(diǎn),蝸桿傳動(dòng)變位的目的,為了配湊中心距或提高蝸桿傳動(dòng)的承載能力及傳動(dòng)效率。,第十三章 蝸桿傳動(dòng),第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.5 蝸桿傳動(dòng)受力分析和效率計(jì)算 13.5.1 蝸桿傳動(dòng)中的作用力,大?。?方向： 與斜齒類似。,各力應(yīng)畫在受力點(diǎn)上,fa1,ft2,fa2,ft1,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.5 蝸桿傳動(dòng)受力分析和效率計(jì)算,13.5.2 蝸桿傳動(dòng)的效率,功率損失有：,軸承摩擦損耗；,齒面間的嚙合摩擦損耗；,濺油損耗。,總效率為：,傳動(dòng)嚙合效率1,蝸桿主動(dòng)：,蝸輪主動(dòng)：,第十三章 蝸桿傳動(dòng),相對(duì)滑動(dòng)速度：,第十三章 蝸桿傳動(dòng),導(dǎo)程角是影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要參數(shù)之一，1隨 的增大而提高，當(dāng) =45-v/2 時(shí)，效率 1 最大。,一般取2 .3=0.950.96,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.6 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,閉式動(dòng)力傳動(dòng)：按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動(dòng)尺寸，再作彎曲疲勞校核計(jì)算，并進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 開式傳動(dòng)：按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動(dòng)尺寸。,13.6.1 初選d1/a 值,第十三章 蝸桿傳動(dòng),設(shè)計(jì)公式,13.6.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,以赫茲公式為原始公式，按節(jié)點(diǎn)處嚙合條件來(lái)計(jì)算。,校核公式,第十三章 蝸桿傳動(dòng),13.6.3 蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算,13.7 蝸桿軸撓度計(jì)算,校核蝸桿的彎曲剛度,工作溫度80,13.8 溫度計(jì)算,13.8.1 潤(rùn)滑油工作溫度,第十三章 蝸桿傳動(dòng),3、 在箱體油池中裝設(shè)蛇行冷卻水泵； 4、 采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。,13.8.2 冷卻方法和計(jì)算,熱平衡條件： 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱量h1=同時(shí)間內(nèi)的散熱量h2,提高散熱能力的措施： 1、 合理設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)，以增大散熱面積；,2、 在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇，進(jìn)行人工通風(fēng)，以提高散熱系數(shù)；,3、 在箱體油池中裝設(shè)蛇行冷卻水管；,4、 采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。,一般情況下，采用浸油潤(rùn)滑,vs 很大時(shí)，采用