文档介绍：第十章蜗杆传动
§10-1 蜗杆传动概述
§10-2 蜗杆传动的主要参数与几何尺寸
§10-3 蜗杆传动的设计计算
§10-5 蜗杆和蜗轮的结构
§10-4 圆弧圆柱蜗杆传动简介
§10-1蜗杆传动概述
蜗杆传动用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为90°。
§10-1 蜗杆传动概述
,一般 i =10~80,最大可达1000;
,传动平稳,噪声低;
,效率低;
主要用于中小功率,间断工作的场合。
广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。
(虚拟现实中的蜗杆传动)
一、蜗杆传动的特点:
,可实现反行程自锁;
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的
车刀切制而成,车刀安装位置不同,
加工出的蜗杆的齿廓形状不同。
蜗杆传动的类型
蜗杆的外形是圆弧回转面,同时啮合的齿数多,传动平稳;齿面利于润滑油膜形成,传动效率较高;
重合度大;承载能力和效率较高。
阿基米德蜗杆( ZA蜗杆)(图10-2a)
渐开线蜗杆(ZI蜗杆)(图10-2b)
法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)(图10-2a)
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
(图10-1a)
(图10-1b)
(图10-1c)
二、蜗杆传动的类型
本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。
三、蜗杆传动的精度等级
分为12个精度等级,常用5~9级,精度等级的选择参见表10-1。
蜗杆传动概述
§10-2蜗杆传动的参数与尺寸1
§10-2 蜗杆传动的主要参数与几何尺寸
1. 模数 m 和齿形角 a
在主平面内,蜗杆和蜗轮的模数相等且为标准值,见表10-2。
2. 蜗杆分度圆直径 d1 和直径系数 q
蜗杆分度圆直径 d1 为标准值,见表10-2。
详细内容
主平面:通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
是蜗杆的轴面
是蜗轮的端面
ZA蜗杆传动在主平面内,相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。
蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在主平面内确定。
即 mx1= mt2 = m
即:q = d1/m
d1与模数 m 的比值称为蜗杆直径系数 q。
阿基米德蜗杆的轴面齿形角αx1=20°
法向直廓蜗杆的法向齿形角αn1=20°
d1 = q m
是导出值
一、蜗杆传动的主要参数
主平面
β
(Z1与Z2的荐用值表)
(蜗杆头数与传动效率关系)
蜗杆传动的参数与尺寸2
4. 蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2
3. 蜗杆分度圆柱导程角g
z1↑→g↑→效率η↑,但加工困难。
正确啮合条件:
mx1= mt2
γ1=β2 (蜗轮、蜗杆旋向相同)
αx1= αt2
z1↓→传动比 i↑,但传动效率η↓。
常取,z1=1,2,4,6。可根据传动比选取,见表10-3。
z2= i z1 。如 z2太小,将使传动平稳性变差。如 z2太大,蜗轮直径将增大,使蜗杆支承间距加大,降低蜗杆的弯曲刚度。
一般 z2=32~80
主要参数与几何尺寸
d1
γ
蜗杆传动的参数与尺寸3
5. 传动比 i
6. 中心距
中心距的常用值见P203。
二、蜗杆传动的变位
变位:即加工蜗轮时,改变刀具的位置。而蜗杆相当于刀具。
故,只是蜗轮变位,而蜗杆不变位。即蜗轮尺寸变化,蜗杆尺寸不变。
但是,变位以后,蜗杆的节圆改变,而蜗轮的节圆永远与分度圆重合。
变位的目的:调整中心距和传动比
调整中心距所需变位系数:
常取-≤x≤
三、蜗杆传动的几何尺寸
见表10-4和图10-4。
主要参数与几何尺寸
( d1= q m ≠ z1m)
( d2= z2 m )
(图10-3)
适用于齿面滑动速度较高的传动。
§10-3 蜗杆传动的设计计算
§10-3 蜗杆传动的设计计算
一、失效形式、设计准则和常用材料
1. 主要失效形式: 蜗轮齿面的胶合、磨粒磨损(最终导致断齿)等。
3. 常用材料
蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢,见表10-6。
按蜗轮的齿面接触疲劳强度进行计算;之后校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度,并进行热平衡计算。
2. 设计准则
闭式传动:
开式传动:
通常只计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度。
锡青铜:
铝青铜:
灰铸铁:
(见表10-5)
蜗轮常用材料有:
≤ 8 m/s 的场合。(抗胶合能力差)
≤ 2 m/s 的场合。
(抗胶合能力强,抗点蚀能力差)
受力分析
二、蜗杆传动的受力分析
轮齿所受的法向力Fn,可分解为:切向力Ft 、径向力Fr 、轴向力Fx。
蜗杆传动受力方向判断
在不计摩擦力时,有以下关系:
式中:α n-蜗轮的法向压力角