蝸桿傳動(dòng)課件

第十九

章蝸桿傳動(dòng)(WormGears)內(nèi)容提要：1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的受力分析2.蝸桿傳動(dòng)的類型4.蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算形成：若單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且β1很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。1ω1所得齒輪稱為蝸桿,而嚙合件稱為蝸輪。蝸桿2ω2蝸輪第十九

章蝸桿傳動(dòng)§19.1概述改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為線接觸。點(diǎn)接觸線接觸蝸桿傳動(dòng)一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，可傳遞空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角很小時(shí)，能實(shí)現(xiàn)反行程自鎖；2.傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；缺點(diǎn)：1.傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大；蝸輪齒圈一般用青銅制造，成本較高。蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)二、蝸桿傳動(dòng)的類型圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)(ZC)阿基米德蝸桿傳動(dòng)(ZA)漸開線蝸桿傳動(dòng)(ZI)法向直廓蝸桿傳動(dòng)(ZN)錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)(ZK)圓弧圓柱蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)γ

阿基米德螺線2α單刀加工蝸桿傳動(dòng)三、蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)及其選擇精度等級(jí)5級(jí)6級(jí)7級(jí)8級(jí)9級(jí)應(yīng)用齒輪機(jī)床分度副讀數(shù)裝置的精密傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)等齒輪機(jī)床或高精度機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)、工業(yè)用高速或重載系統(tǒng)調(diào)速器、一般讀數(shù)裝置一般機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、工業(yè)用一般調(diào)速器及動(dòng)力傳動(dòng)裝置圓周速度較小、每天工作時(shí)間較短的傳動(dòng)低速、不重要的傳動(dòng)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸輪圓周速度v2/ms-1≥7.5≥5≤7.5≤3≤1.5蝸桿傳動(dòng)§19.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)（主平面內(nèi)）1.模數(shù)和壓力角導(dǎo)程角為了減少加工蝸輪滾刀的數(shù)量，規(guī)定d1只能取標(biāo)準(zhǔn)值。定義s=e的圓柱稱為蝸桿的分度圓柱。d1esd22.蝸桿分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q表19-2蝸桿傳動(dòng)4.蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動(dòng)3.蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角===5.傳動(dòng)比i，中心距az1=1，2，4，6；z2＝32～80中心矩取標(biāo)準(zhǔn)系列P524d1γ1β1蝸桿傳動(dòng)二、蝸桿傳動(dòng)的變位目的：調(diào)整中心距或調(diào)整傳動(dòng)比。蝸桿傳動(dòng)未變位蝸桿傳動(dòng)的中心距：變位蝸桿傳動(dòng)的中心距：變位系數(shù)或一般－0.7≤x≤0.8三、蝸桿傳動(dòng)的幾何計(jì)算見P526蝸桿傳動(dòng)§19.3蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則及常用材料1.失效形式：計(jì)算準(zhǔn)則：只進(jìn)行條件性計(jì)算，膠合和磨損的影響在確定許用應(yīng)力時(shí)考慮蝸輪齒面膠合、磨損、點(diǎn)蝕和輪齒破壞等閉式蝸桿傳動(dòng)：先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；進(jìn)行熱平衡計(jì)算開式蝸桿傳動(dòng)：只進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)3.常用材料表19-5蝸桿材料及工藝要求蝸桿材料熱處理硬度表面粗糙度參數(shù)Ra/m404540Cr40CrNi42SiMn表面淬火（45～55）HRC1.60～0.8020Cr20CrMnTi12CrNi3A表面滲碳淬火（58～63）HRC1.60～0.8045調(diào)質(zhì)≤270HBS6.3表19-6常用蝸輪材料的強(qiáng)度極限ZCuSn10P1ZCuSn5Pb5Zn5ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn-2HT200HT150砂型金屬型砂型金屬型離心鑄砂型金屬型離心鑄砂型砂型抗拉強(qiáng)度b/MPa220250180200200400500500200150屈服點(diǎn)s/MPa140200808090200200抗彎強(qiáng)度bb/MPa400330適用滑動(dòng)速度vs/ms-11226101282===蝸桿傳動(dòng)Fx1Ft1FnFr1==二、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)習(xí)題：標(biāo)出圖中未注明的蝸桿或蝸輪的傳動(dòng)方向及螺旋線方向，繪出蝸桿和蝸輪在嚙合點(diǎn)處的各分力方向（均為蝸桿主動(dòng)）。蝸桿傳動(dòng)三、蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算（一）、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算L——接觸線長(zhǎng)度，蝸桿傳動(dòng)取，，=對(duì)于阿基米德蝸桿：=將、代入：=蝸桿傳動(dòng)引入量綱為1的參數(shù)（接觸系數(shù)）z

:可查圖19－5==取，則蝸桿傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算式可寫為：設(shè)計(jì)時(shí)由i選取，當(dāng)i＝70～20時(shí)，取0.3～0.4，當(dāng)i＝20～5時(shí)，取0.4～0.5蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)公式為：計(jì)算模數(shù)：表19-8鑄造錫青銅的基本許用接觸應(yīng)力[H]’蝸輪材料鑄造方法蝸桿齒面的硬度≤45HRC＞45HRC鑄錫磷青銅ZCuSn10Pl砂型鑄造150180金屬型鑄造220268鑄錫鉛鋅青銅ZCuSn5Pb5Zn5砂型鑄造113135金屬型鑄造128140離心鑄造158183蝸桿傳動(dòng)表19-9灰鑄鐵及鑄造鋁青銅的許用接觸應(yīng)力[H]材料滑動(dòng)速度Vs/（m/s）蝸桿蝸輪<0.250.250.5123420或20Cr滲碳淬火，45鋼淬火，齒面硬度大于45HRC灰鑄鐵HT15020616615012795灰鑄鐵HT200250202182154115鑄造鋁鐵青銅ZCuAl10Fe323019018017316315414945鋼或Q275灰鑄鐵HT15017213912510679灰鑄鐵HT20020816815212896蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)公式為：100°0.667（二）、蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)表19-11蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[F]’/MPa蝸輪材料鑄錫磷青銅ZCuSn10Pl鑄錫鉛鋅青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄造鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3灰鑄鐵HT150HT200鑄造方法砂模鑄造金屬模鑄造砂模鑄造金屬模鑄造砂模鑄造金屬模鑄造砂模鑄造N=106單側(cè)工作4056263280904048N=106雙側(cè)工作2940222657642834蝸桿傳動(dòng)四、蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率；考慮攪油損耗的效率，一般取0.96~0.99當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)軸承效率，滾動(dòng)軸承0.99，滑動(dòng)軸承0