文档介绍：课时授课计划
第57次课
【教学课题】:§11-1 蜗杆传动的特点和类型
【教学目的】:掌握蜗杆传动的参数、几何尺寸,受力分析和转向的判断
【教学重点及处理方法】:蜗杆传动的参数、几何尺寸,受力分析和转向的判断
处理方法: 详细讲解
【教学难点及处理方法】:力分析和转向的判断
处理方法: 详细
【教学方法】: 讲授法
【教具】:三角板
【时间分配】: 引入新课 5min
新课 80 min
小结、作业 5min
第三次课
【提示启发引出新课】
蜗杆传动是由蜗杆蜗轮组成,通常蜗杆和蜗轮的轴线在空间交错成900,属于空间机构。一般情况下,蜗杆为主动件,蜗轮为从动件。
【新课内容】
§11-1 蜗杆传动的特点和类型
蜗杆传动的类型:
根据分度曲面形状分类:蜗杆
圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动
圆柱蜗杆传动分为:
普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动分为:
阿基米德蜗杆渐开线蜗杆
法向直廓蜗杆锥面包络蜗杆
阿基米德蜗杆(ZA蜗杆):
是用两刀刃夹角为40°的梯形车刀在车床上加工而成,加工时将车刀的刀刃放于水平位置,并与蜗杆轴线在同一水平面。
车削简单,但当导程角大时,加工不便,且难于磨削,不易保证加工精度。一般用于低速、轻载或不太重要的传动。应用最广泛。
渐开线蜗杆(ZI蜗杆):
将车刀的刀刃与蜗杆的基面圆柱相切,并与蜗杆轴线在同一水平面。
可以磨削,易保证加工精度。加工工艺性好,精度较高。但需专用机床,成本高。一般用于蜗杆头数较多,转速较和较精密的传动。
3、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)
蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线,法面N-N齿廓为直线。车削时车刀刀刃平面置于螺旋线的法面上。
加工简单,可用砂轮磨削,常用于多头精密蜗杆传动。
二、蜗杆传动的特点及应用
特点:
传动比大;
分度系统中可达1000,在动力传动中一般为10~ 80
结构紧凑;
传动平稳、噪声低;
在一定条件下可自锁;
效率低;
~,
齿面相对滑移速度大,易磨损和发热;
成本高;
应用:
广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备等传动系统中,但不适于传递大功率。
§11-2 普通圆柱蜗杆主要参数和几何尺寸计算
中间平面:
通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面。
对于阿基米德蜗杆传动,在中间平面上,相当于齿条与齿轮的啮合传动。在设计时常取此平面内的参数和尺寸作为计算基准。
一、蜗杆传动的主要参数及选择:
1、模数m和压力角
模数及压力角均为标准值,标准模数可查相关资料,标准压力角为20°。
2、传动比 i 、蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2
式中:n1、n2—蜗杆、蜗轮的转速(r/min)
Z1、Z2--蜗杆头数、蜗轮齿数
Z1通常为1、2、4、6, Z2通常取28~80。
3、蜗杆导程角
式中:px1—蜗杆的轴向齿距(mm)
d1—蜗杆分度圆直径(mm)
4、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q
蜗杆的分度圆直径d1和为标准值(参见教材或相关资料)直径系数q:蜗杆的分度圆直径d1与模数m的比值。
5、标准中心距 a
§11-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
一、齿面间滑动速度:
蜗杆和蜗轮啮合时,相对滑动速度vs的大小及方向取决于蜗杆与蜗轮的圆周速度v1及v2:
二、蜗杆传动的失效形式和计算准则:
:
胶合、磨损、点蚀(蜗轮轮齿上)、折断
原因:相对滑动速度大
2、设计准则:
闭式传动:按齿面接触疲劳强度设计,按齿根弯曲疲劳强度校核并进行热平衡验算。
开式传动:只按齿根弯曲疲劳强度设计。
当蜗杆轴支承跨距较大时,应进行蜗杆轴刚度计算。
三、蜗杆蜗轮常用材料:
要求:1)足够的强度
2)良好的减摩、耐磨性
3)良好的抗胶合性
蜗杆:一般用碳钢或合金钢,如40、45、40Cr、20CrMnTi等。
蜗轮:常用青铜和铸铁,如铸造锡青铜(ZCuSn10Pb1),铸造铝铁青铜(ZXuSn5Pb5Zn5)等。
四、蜗杆和蜗轮的结构:
蜗杆的结构: 通常为整体式——蜗杆轴
铣制蜗杆
车制蜗杆
蜗轮的结构→通常为组合式
齿圈压配式:用于尺寸不太大或工作温度变化较小的场合。
螺栓联接式:用于尺寸较大或磨损后需更换蜗轮齿圈的场合。
a)齿圈压配式 b)螺栓联接式 c)整体浇注式 d)拼铸式
整体浇注式:主要用于铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮。
拼铸式:只用于成批制造的蜗轮。
§11-4 蜗杆传动的受力分析
一、蜗轮旋转方向的判定:
蜗轮放置方向,按照蜗杆的螺旋线旋向和旋转方向,应用“左、右”手定则来判定。
“左、右”手定则:当蜗杆为右