蝸輪蝸桿傳動概要課件

機械技術應用基礎5.1蝸桿傳動的組成和特點5.2蝸桿傳動的主要參數(shù)5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇5.4蝸桿傳動的效率與熱平衡計算第五章蝸桿傳動機械技術應用基礎5.1蝸桿傳動的組成和特點第五章蝸桿傳動機械技術應用基礎

1、蝸桿傳動的組成蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，一般兩軸交角為90°。蝸桿傳動由蝸桿與蝸輪組成。一般蝸桿主動、蝸輪從動，具有自鎖性，作減速運動。蝸桿傳動廣泛應用與各種機械和儀器設備之中。5.1蝸桿傳動的組成和特點機械技術應用基礎1、蝸桿傳動的組成5.1蝸桿傳動的組機械技術應用基礎

◆蝸桿和蝸輪：分左旋和右旋——用右手定則判斷?！粑仐U和蝸輪轉向關系：左旋伸左手，右旋伸右手，半握拳,四指順著蝸桿回轉方向,與大拇指指向相反方向即為蝸輪上節(jié)點速度方向——左右手定則。機械技術應用基礎◆蝸桿和蝸輪：分左旋和右旋——用右手定則機械技術應用基礎

2、蝸桿傳動的特點

(1)傳動平穩(wěn)傳動連續(xù)，傳動平穩(wěn)，噪聲小。

(2)傳動比大傳動比i＝5～80。分度傳動時i可達1000，與齒輪傳動相比則結構緊湊。

(3)具有自鎖性即蝸桿能帶動蝸輪旋轉，而蝸輪不能帶動蝸桿。

(4)傳動效率低齒面間相對滑動速度大，一般只有0.7～0.8。具有自鎖功能的蝸桿機構，效率則一般不大于0.5。

(5)制造成本高蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造，成本較高。機械技術應用基礎2、蝸桿傳動的特點機械技術應用基礎蝸桿傳動的應用機械技術應用基礎蝸桿傳動的應用機械技術應用基礎規(guī)定通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。

5.2蝸桿傳動的主要參數(shù)機械技術應用基礎規(guī)定通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間機械技術應用基礎

1.模數(shù)和壓力角

在中間平面平面內，蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。中間平面內的參數(shù)均是標準值。蝸桿軸向模數(shù)mx1和軸向壓力角x1

；蝸輪端面模數(shù)mt2和端面壓力角t22．蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2

蝸桿頭數(shù)z1一般取1、2、4。頭數(shù)z1增大，可以提高傳動效率，但加工制造難度增加。

3．傳動比蝸輪齒數(shù)與蝸桿頭數(shù)的比值。機械技術應用基礎1.模數(shù)和壓力角2．蝸桿頭數(shù)z1，蝸機械技術應用基礎

4．蝸桿導程角γ

導程角小時傳動效率低，但可實現(xiàn)自鎖；導程角大時傳動效率高，但蝸桿加工難度大。一般導程角γ=3.5°～27°.機械技術應用基礎4．蝸桿導程角γ機械技術應用基礎5．蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q加工蝸輪時，用的是與蝸桿具有相同尺寸的滾刀,滾刀直徑:

因此，即使加工同一模數(shù)的蝸輪，也需配備很多直徑的滾刀，這很不經(jīng)濟。為限制滾刀的數(shù)量，把z1/tanγ規(guī)定成標準值，并把這個比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，用q表示。

模數(shù)一定時，q值增大則蝸桿的直徑d1=m.q增大、剛度提高。因此，為保證蝸桿有足夠的剛度，小模數(shù)蝸桿的q值一般較大。機械技術應用基礎5．蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q因機械技術應用基礎5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇

一、蝸桿傳動的失效形式和設計準則

1、失效形式由于材料和結構的原因,蝸桿螺旋部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度,所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。蝸輪傳動其主要失效形式是蝸輪齒面的膠合、點蝕和磨損。

2、設計準則對于閉式蝸桿傳動，通常按接觸疲勞強度設計，再進行蝸桿傳動熱平衡計算。如果是沖擊載荷，還要校核齒輪的彎曲疲勞強度。機械技術應用基礎5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇一、蝸機械技術應用基礎2、蝸桿、蝸輪的材料選擇有足夠的強度和良好的減摩、耐磨和抗膠合的能力。實踐表明，較理想的蝸桿副材料是：青銅蝸輪齒圈匹配淬硬磨削的鋼制蝸桿。（1）蝸桿材料一般蝸桿:45鋼、40Cr等，經(jīng)表面淬火或調質處理。高速重載:20Cr、20CrMnTi等，經(jīng)滲碳淬火和磨削。（2）蝸輪材料錫青銅：ZCuSnl0Pl等，性能最好，但價格較高,常用于vs≥3m/s的重要傳動；鋁鐵青銅：ZCuAl10Fe3,價格便宜,但性能不如錫青銅一般用于vs≤6m/s的傳動；灰鑄鐵：HT200等，用于vs≤2m／s的不重要場合。

機械技術應用基礎2、蝸桿、蝸輪的材料選擇機械技術應用基礎

由于蝸桿傳動相對滑動速度大,發(fā)熱量大,若不及時散熱,則會導致潤滑不良而使輪齒磨損加劇,甚至產(chǎn)生膠合,因此,對閉式蝸桿傳動應進行熱平衡計算。

蝸桿傳動轉化為熱能所消耗的功率Ps為:

Ps=1000(1-η)P1W

P1——蝸桿的輸入功率，KW;

η——蝸桿傳動的效率.

5.4蝸桿傳動的效率與熱平衡計算機械技術應用基礎由于蝸桿傳動相對滑動速度大,發(fā)熱量大,機械技術應用基礎

經(jīng)箱體散發(fā)熱量的相當功率Pc為:

Pc=ks.A(t1-t0)

ks——散熱系數(shù)，一般取10～17，通風良好取大值；

A——箱體散熱面積，m2;t1

——潤滑油的工作溫度，通常允許油溫[t1]=60～70℃,最高不超過80℃。

t0——周圍空氣溫度，常溫情況下可取20℃。

機械技術應用基礎經(jīng)箱體散發(fā)熱量的相當功率Pc為:機械技術應用基礎

達到平衡時,Ps=Pc,因此可得到熱平衡時潤滑油的工作溫度t1的計算公式:

◆散熱措施如果潤滑油的工作溫度超過許用值,則可采用下述冷卻措施:(1)增加散熱面積。合理設計箱體結構,在箱體上鑄出或焊上散熱片。

(2)提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。在蝸桿軸上裝置風扇,或在箱體池內裝設蛇形冷卻水管,或用循環(huán)油冷卻機械技術應用基礎達到平衡時,Ps=Pc,因此可得到機械技術應用基礎蝸桿傳動的散熱方法機械技術應用基礎蝸桿傳動的散熱方法機械技術應用基礎5.1蝸桿傳動的組成和特點5.2蝸桿傳動的主要參數(shù)5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇5.4蝸桿傳動的效率與熱平衡計算第五章蝸桿傳動機械技術應用基礎5.1蝸桿傳動的組成和特點第五章蝸桿傳動機械技術應用基礎

1、蝸桿傳動的組成蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，一般兩軸交角為90°。蝸桿傳動由蝸桿與蝸輪組成。一般蝸桿主動、蝸輪從動，具有自鎖性，作減速運動。蝸桿傳動廣泛應用與各種機械和儀器設備之中。5.1蝸桿傳動的組成和特點機械技術應用基礎1、蝸桿傳動的組成5.1蝸桿傳動的組機械技術應用基礎

◆蝸桿和蝸輪：分左旋和右旋——用右手定則判斷?！粑仐U和蝸輪轉向關系：左旋伸左手，右旋伸右手，半握拳,四指順著蝸桿回轉方向,與大拇指指向相反方向即為蝸輪上節(jié)點速度方向——左右手定則。機械技術應用基礎◆蝸桿和蝸輪：分左旋和右旋——用右手定則機械技術應用基礎

2、蝸桿傳動的特點

(1)傳動平穩(wěn)傳動連續(xù)，傳動平穩(wěn)，噪聲小。

(2)傳動比大傳動比i＝5～80。分度傳動時i可達1000，與齒輪傳動相比則結構緊湊。

(3)具有自鎖性即蝸桿能帶動蝸輪旋轉，而蝸輪不能帶動蝸桿。

(4)傳動效率低齒面間相對滑動速度大，一般只有0.7～0.8。具有自鎖功能的蝸桿機構，效率則一般不大于0.5。

(5)制造成本高蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造，成本較高。機械技術應用基礎2、蝸桿傳動的特點機械技術應用基礎蝸桿傳動的應用機械技術應用基礎蝸桿傳動的應用機械技術應用基礎規(guī)定通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。

5.2蝸桿傳動的主要參數(shù)機械技術應用基礎規(guī)定通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間機械技術應用基礎

1.模數(shù)和壓力角

在中間平面平面內，蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。中間平面內的參數(shù)均是標準值。蝸桿軸向模數(shù)mx1和軸向壓力角x1

；蝸輪端面模數(shù)mt2和端面壓力角t22．蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2

蝸桿頭數(shù)z1一般取1、2、4。頭數(shù)z1增大，可以提高傳動效率，但加工制造難度增加。

3．傳動比蝸輪齒數(shù)與蝸桿頭數(shù)的比值。機械技術應用基礎1.模數(shù)和壓力角2．蝸桿頭數(shù)z1，蝸機械技術應用基礎

4．蝸桿導程角γ

導程角小時傳動效率低，但可實現(xiàn)自鎖；導程角大時傳動效率高，但蝸桿加工難度大。一般導程角γ=3.5°～27°.機械技術應用基礎4．蝸桿導程角γ機械技術應用基礎5．蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q加工蝸輪時，用的是與蝸桿具有相同尺寸的滾刀,滾刀直徑:

因此，即使加工同一模數(shù)的蝸輪，也需配備很多直徑的滾刀，這很不經(jīng)濟。為限制滾刀的數(shù)量，把z1/tanγ規(guī)定成標準值，并把這個比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，用q表示。

模數(shù)一定時，q值增大則蝸桿的直徑d1=m.q增大、剛度提高。因此，為保證蝸桿有足夠的剛度，小模數(shù)蝸桿的q值一般較大。機械技術應用基礎5．蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q因機械技術應用基礎5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇

一、蝸桿傳動的失效形式和設計準則

1、失效形式由于材料和結構的原因,蝸桿螺旋部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度,所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。蝸輪傳動其主要失效形式是蝸輪齒面的膠合、點蝕和磨損。

2、設計準則對于閉式蝸桿傳動，通常按接觸疲勞強度設計，再進行蝸桿傳動熱平衡計算。如果是沖擊載荷，還要校核齒輪的彎曲疲勞強度。機械技術應用基礎5.3蝸桿傳動的失效形式及材料選擇一、蝸機械技術應用基礎2、蝸桿、蝸輪的材料選擇有足夠的強度和良好的減摩、耐磨和抗膠合的能力。實踐表明，較理想的蝸桿副材料是：青銅蝸輪齒圈匹配淬硬磨削的鋼制蝸桿。（1）蝸桿材料一般蝸桿:45鋼、40Cr等，經(jīng)表面淬火或調質處理。高速重載:20Cr、20CrMnTi等，經(jīng)滲碳淬火和磨削。（2）蝸輪材料錫青銅：ZCuSnl0Pl等，性能最好，但價格較高,常用于vs≥3m/s的重要傳動；鋁鐵青銅：ZCuAl10Fe3,價格便宜,但性能不如錫青銅一般用于vs≤6m/s的傳動；灰鑄鐵：HT200等，用于vs≤2m／s的不重要場合。

機械技術應用基礎2、蝸桿、蝸輪的材料選擇機械技術應用基礎

由于蝸桿傳動相對滑動速度大,發(fā)熱量大,若不及時散熱,則會導致潤滑不良而使輪齒磨損加劇,甚至產(chǎn)生膠合,因此,對閉式蝸桿傳動應進行熱平衡計算。

蝸桿傳動轉化為熱能所消耗的功率Ps為:

Ps=1000(1-η)P1W

P1——蝸桿