文档介绍：第十章蜗杆传动
讨论题
解:
如改变蜗杆的回转方向,作用于蜗杆,蜗杆上的径向力Fr1、Fr2方向不变,而圆周力Ft,轴向力Fa的方向均与图中相反。
10-2 解:
1、3—蜗杆 2、4—蜗轮
(1)根据蜗杆与蜗轮的正确啮合条件,可知蜗轮2与蜗杆1同旋向——右旋。为使II轴上所受轴向力能抵消一部分,蜗杆3须与蜗轮2同旋向——右旋,故与之啮合的蜗轮4也为右旋。
(2)II轴和III轴的转向见上图。
(3)
10-3 解:
闭式蜗杆传动的效率一般包括三部分:啮合效率、轴承效率和溅油损耗的效率。其中啮合效率为主要部分,它与蜗杆导程角g和当量磨擦角rv有关,rv主要与蜗轮齿圈材料、蜗杆啮面硬度及蜗杆传动的滑动速度vs有关;而起主要作用的为导程角g。轴承效率与轴承类型有关。溅油损耗与回转体浸油深度及宽度、圆周速度和油的粘度等因素有关。
啮合效率h1随g角的增大而提高,当g=45°-时,达到最大值h1max,故若g继续增大则h1将下降,过大的g使制造较为困难,且在g>30°后,h1的增长已不明显,故在设计中一般g角不超过30°。
思考题及习题
10-1 解:
按蜗杆的形状不同,蜗杆传动可分为:圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动。
而圆柱蜗杆传动按加工蜗杆时刀刃形状的不同可分为:普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。
普通圆柱蜗杆传动由于刀具及加工方法不同、蜗杆齿形不同又分为:阿基米德圆柱蜗杆传动(ZA型),法向直廓圆柱蜗杆传动(ZN型),渐开线圆柱蜗杆传动(ZJ型),锥面包络圆柱蜗杆传动(ZK型)。
阿基米德蜗杆在端面上齿廓为阿基米德螺旋线,在轴面内为直线齿廓,其齿形角为20°,它可在车床上用直线刀刃车削加工,切削刃须通过蜗杆的轴线。它加工及测量比较方便,但难以磨削,故精度不高,升角大时,车削困难。
法向直廓蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线,法面齿廓为直线,它亦不易磨削,特别是较难获得高精度的蜗轮滚刀。
渐开线蜗杆的端面齿廓为渐开线,在切于基圆柱的截面上为直线齿廓,刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角,它可在专用机床上,用平面砂轮磨削,获得较高精度,适于用范成法加工,是圆柱蜗杆中较理想的传动。
锥面包络圆柱蜗杆不能在车床上加工,只能在铣床上铣制并在磨床上磨削,铣刀(或砂轮),回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面,它便于磨削,以得到较高精度,应用日益广泛。
圆弧齿圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动克服了普通圆柱蜗杆传动承载能力低、效率低、不易磨削、不能粹火、精度等级难于提高等缺点,为提昌应用的蜗杆传动类型。
10-2 解:
在中间平面内,阿基米德蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动,故在设计蜗杆传动时,均取中间平面上的参数(如模数、压力角等)和尺寸(如齿顶圆、分度圆度等)为基准,并沿用齿轮传动的计算关系,而中间平面对于蜗杆来说是其轴面,所以轴向模数和压力角为标准值。
阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是:
mx1=mt2=m(标准模数)
ax1=at2=20°
g(导程角)=b(蜗轮螺旋角)且同旋向
式中:
mx1、ax1——蜗杆的轴向模数,轴向压力角;
mt2、at2——蜗轮的端面模数、端面压力角。
10-3 解:
(1)i=w1/w2=n1/n2=z2/z1≠d2/d1;因为蜗杆分度圆直径d1=z1m/tang,而不是d1=z1m。
(2)同理:a=(d1+d2)/2≠m(z1+z2)/2;
(3)Ft2=2000T2/d2≠2000T1i/d2;因为蜗杆传动效率较低,在计算中,不能忽略不计,T2=ihT1。
10-4 解:
蜗杆分度圆直径d1=z1m/tang,令z1/tang=q则d1=mq。q=d1/m称为蜗杆直径系数。q与蜗杆头数z1及导程角g有关。在蜗杆传动中,为保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合,常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。这样,只要有一种尺寸的蜗杆,就得有一种对应的蜗轮滚刀,而d1=z1m/tang,即同一模数下,当g、z1不同时,就有不同直径的蜗杆,因而对每一模数就要配备很多蜗轮滚刀,这是很不经济的,为使刀具数量减少,同时便于滚刀的标准化,则规定每一标准模数相应只有1~4个蜗杆分度圆直径。
10-5 解:
与齿轮传动一样,蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、磨损、胶合和轮齿折断等,但由于蜗杆传动工作齿面间相对滑动速度较大,当润滑不良时,温升过高,胶合和磨损更容易发生。
对材料的选择,要求有一定的强度且具有良好的减摩性、耐磨性及抗胶合性,且易跑合。
蜗杆一般用碳钢或合金钢制成,一般用途的蜗杆,用40、45、50钢进行调质处理,其硬度为220~300HBS;重要用途(高速重载)的蜗杆