1、會計學1蝸桿傳動蝸桿傳動-資料資料(zlio)第一頁，共42頁。第1頁/共41頁第二頁，共42頁。本章學習的基本要求：熟練掌握的內(nèi)容 1）蝸桿傳動的特點及應用，蝸桿傳動主要參數(shù)的合理選擇及 幾何尺寸的計算； 2）蝸桿傳動受力分析，蝸輪轉向判斷； 3）蝸桿傳動的失效(sh xio)形式、材料選擇及強度計算； 4）蝸桿傳動的潤滑、效率計算及熱平衡計算。本章的重點： 蝸桿直徑系數(shù)q 的含義，蝸桿的受力分析及蝸輪轉向判斷。第2頁/共41頁第三頁，共42頁。作用：用于傳遞交錯軸之間的回轉運動(yndng)和動力。 蝸桿主動、蝸輪從動。90形成：若單個斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且1很大時，輪齒在圓柱

2、體上構成(guchng)多圈完整的螺旋。11所得齒輪(chln)稱為:蝸桿。而嚙合件稱為:蝸輪。蝸桿22蝸輪第3頁/共41頁第四頁，共42頁。優(yōu)點： 傳動(chundng)比大、結構緊湊、傳動(chundng)平穩(wěn)、噪聲小。分度機構(jgu)：i = 1000, 通常i = 8 80缺點： 摩擦損失較大，效率(xio l)低、蝸輪齒圈用青銅制 造，成本高。一般：= 0.7 0.8， 自鎖：0.4第4頁/共41頁第五頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿錐蝸桿傳動 普通圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 環(huán)面蝸桿錐蝸桿3.1 蝸桿傳動的特點與

3、分類第5頁/共41頁第六頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用直線刀刃的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。普通圓柱蝸桿第6頁/共41頁第七頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿 圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工用的車刀為圓弧刀刃。傳動特點：1）傳動效率高，一般可達90%以上；2）承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的1.5

4、 2.5倍；3）結構緊湊。第7頁/共41頁第八頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿(ZA)阿基米德蝸桿雙刀加工阿基米德螺線第8頁/共41頁第九頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 漸開線蝸桿(ZI)漸開線蝸桿漸開線基圓第9頁/共41頁第十頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動

5、 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 dx延伸漸開線車刀對中齒厚中心法面法向直廓蝸桿(ZN)第10頁/共41頁第十一頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿(ZK)2近似于阿基米德螺線是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑削或磨削，加工時工件作螺旋運動，刀具作旋轉運動。砂輪第11頁/共41頁第十二頁，共42頁。

6、類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動特點： 1）傳動效率高，一般可達8590%；2）承載能力高，約為阿基米德蝸桿的2 4倍；3）要求制造和安裝精度高。環(huán)面蝸桿第12頁/共41頁第十三頁，共42頁。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動 圓柱(yunzh)蝸桿傳動 錐蝸桿傳動 普通(ptng)圓柱蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿傳動 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡圓柱蝸桿 錐蝸桿傳動特點： 錐蝸桿1）同時接觸的點數(shù)較多，重合度大； 2）傳動比范圍大

7、，一般為10 360； 3）承載能力和傳動效率高； 4）制造安裝簡便，工藝性好。 第13頁/共41頁第十四頁，共42頁。u蝸桿分左旋(zu xun)和右旋。左旋(zu xun)右旋u蝸桿還有單頭和多頭(dutu)之分。第14頁/共41頁第十五頁，共42頁。中間平面中間平面(pngmin)：過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。 在中間平面(pngmin)內(nèi)，圓柱蝸桿傳動相當于齒輪齒條的嚙合傳動。故設計時，均取中間平面(pngmin)上的參數(shù)和尺寸為基準，并沿用齒輪傳動的計算關系。2 3.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何(j h)計算第15頁/共41頁第十六頁，共42頁。ZA蝸桿： a=20軸向由蝸桿傳動正

8、確嚙合(nih)的條件，得：1. 模數(shù)m和壓力(yl)角 壓力(yl)角ZN蝸桿： n=20法向ZI蝸桿： n=20ZK蝸桿： n=20 ma1= mt2 = m a1= t2 （一）主要參數(shù)及其選擇由于蝸桿傳動在中間平面內(nèi)相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合第16頁/共41頁第十七頁，共42頁。2. 蝸桿的分度圓直徑(zhjng)d1和導程角 蝸桿的螺旋面和分度圓柱(yunzh)面的交線是一條螺旋線，將分度圓柱(yunzh)展開得：tan=pz /d1= z1 pa /d1 = mz1 / d1d1pad11pz第17頁/共41頁第十八頁，共42頁。 tan= mz1 / d1 d1 = mz1 /

9、 tan 可見，對每一個模數(shù)m ，當z1和不同時(tngsh)，可有很多不同d1。q = d1 / m - 蝸桿的直徑(zhjng)系數(shù) 為了限制(xinzh)蝸輪滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標準化d1 = m q m z1tg= z1 / q 需配備很多蝸輪滾刀-表2-3 第18頁/共41頁第十九頁，共42頁。3. 蝸桿傳動的傳動比 i傳動比 : -d1d2n2n1i = -z1z2 = -減速(jin s)傳動 : i=u=n1/n2=z2/z1增速傳動(chundng) : i=1/u=n2/n1=z1/z2第19頁/共41頁第二十頁，共42頁。4. 蝸桿的頭數(shù)Z1但 tan= Z1 / q

10、Z1 Z1 ,蝸桿的加工(ji gng)愈困難。 常取 z1 = 1、2、4、6。n2n1i = -z1z2 = -z1 i，但制造困難，自鎖性好 第20頁/共41頁第二十一頁，共42頁。z2= i z1 為保證(bozhng)傳動的平穩(wěn)性： Z2 28 常限制(xinzh)： Z2 80 5. 蝸輪的齒數(shù)Z2Z2不能太少Z2不能太多：m彎曲(wnq)強度 d2蝸桿長度蝸桿的剛度Z2，d2(=m Z2) 不變時Z2，m不變時通常?。篫2=28 80Z1、Z2的薦用值見表3-4a =(d1 + d1 )/26. 蝸桿傳動的標準中心距= m(q + z2) / 2-p113表Z1，i ； Z1 ，

11、i ；第21頁/共41頁第二十二頁，共42頁。(二) 蝸桿傳動變位(bin wi)的特點目的( m d)：特點(tdin)： 拼湊中心距或提高傳動的承載能力及傳動效率 蝸桿傳動的幾何尺寸及其計算公式見圖3-7及表3-5(三) 蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿（相當于齒條）不變位蝸輪（相當于齒輪）變位 第22頁/共41頁第二十三頁，共42頁。(四) 蝸桿傳動的精度等級 國家規(guī)定12個精度等級，1級最高，12級最低。 分為(fn wi)3個公差組：分別規(guī)定傳動精度、工作平穩(wěn)性精度、接觸精度。 見p116表3-6第23頁/共41頁第二十四頁，共42頁。(五) 蝸桿傳動效率和自鎖 1、效率：包括 輪齒的嚙合

12、效率 攪油油阻損失 軸承(zhuchng)的摩擦損耗其中最主要是由于齒面相對滑動引起的嚙合效率 蝸桿傳動的總效率(xio l)為： = 1 2 3 對于減速傳動(chundng)(蝸桿主動) 蝸桿傳動的總效率主要取決于嚙合效率1)tan(tan1e第24頁/共41頁第二十五頁，共42頁。 對于(duy)增速傳動(蝸輪主動)tan)tan(1ee-當量(dngling)摩擦角，其值根據(jù) vS 查表3-7f v-當量(dngling)摩擦系數(shù); - 蝸桿導程角;e= arctan f v，cos1vvs相對速度： 由p117圖3-8確定可以看出：導程角主要影響效率，且與蝸桿頭數(shù)有關第25頁/共41

13、頁第二十六頁，共42頁。蝸桿蝸輪齒面間相對滑動(hudng)速度Vs 1111cos100060cosVndVVS較大(jio d)的VS引起：2、如潤滑條件良好 , 有助于形成(xngchng)潤滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動效率 1、易發(fā)生齒面磨損和膠合 第26頁/共41頁第二十七頁，共42頁。2、自鎖 蝸桿可帶動蝸輪旋動，而蝸輪不能帶動蝸桿旋轉(xunzhun) 條件： e 效率： 0.5蝸桿傳動(chundng)設計時，可根據(jù)蝸桿頭數(shù)估取傳動(chundng)效率 Z1 1， 2， 4， 6效率(xio l) 0.7， 0.8， 0.9， 0.95第27頁/共41頁第二十八頁，共42

14、頁。3.3 蝸桿傳動的載荷和失效(sh xio)形式1. 蝸桿傳動的受力分析(fnx)方向：先根據(jù)蝸桿的轉向(zhunxing)和旋向(=) ，確定蝸輪的轉向(zhunxing)， 然后確定受力方向主動件的軸向力方向符合左（右）手定則第28頁/共41頁第二十九頁，共42頁。21圓周(yunzhu)力：Ft1 = 2T1 / d1 軸向力：Fa1徑向(jn xin)力：Fr1 = Fr2 = Ft2 tanxT2= T1 i 力的大小(dxio)： = Fa2兩軸交錯900兩軸交錯900= Ft2= 2T2 / d2 法向力：Fn= Fa1 /cosncos=Ft2 / cosxcos=2T2

15、/ d2 cosxcos式中:Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1第29頁/共41頁第三十頁，共42頁。 圓柱(yunzh)蝸桿傳動例： Fa1Fa2Fr2Fr1Ft1Ft2n1第30頁/共41頁第三十一頁，共42頁。 圖示為蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的組合。已知輸出(shch)軸上錐齒輪Z4的轉向。（1）試確定蝸桿傳動的螺旋線方向(fngxing)和蝸桿的轉向，并使中間軸 上的軸向力能抵消一部分。（2）在圖上標出各輪所受分力(fnl)的方向課堂練習題：n4z1z2z3z4輸出軸第31頁/共41頁第三十二頁，共42頁。下圖所示傳動機構，確定各軸的回轉方向(fngxing)，蝸輪輪齒的螺旋方向(fn

16、gxing)，蝸輪蝸桿所受各力的方向(fngxing)和位置。 第32頁/共41頁第三十三頁，共42頁。2. 蝸桿傳動失效分析（1）失效形式：齒面點蝕、膠合、齒面磨損、輪齒折斷（2）設計準則閉式傳動通常按齒面接觸強度設計（3）蝸桿傳動材料選擇要求：剛度、強度、耐磨性、減磨性、抗膠合性蝸桿：碳剛、合金鋼蝸輪輪緣部分：銅合金、鑄鐵錫青銅：適用于滑動(hudng)速度 25m/s，耐磨性好鋁青銅：適用于滑動(hudng)速度 10m/s，機械強度較高好 鑄 鐵：適用于滑動(hudng)速度2m/s 各材料詳情見表3-9和表3-10 第33頁/共41頁第三十四頁，共42頁。3.4 蝸桿傳動的設計計算1

17、、蝸桿強度(qingd)計算（1）齒面接觸強度(qingd) 設計公式： HPVAEHKKKddTZ2212940022212)15000(KTZdmHP校核(xio h)公式：各系數(shù)(xsh)的選擇見表3-11表3-13,圖3-10圖3-11第34頁/共41頁第三十五頁，共42頁。（2）輪齒彎曲強度計算 設計(shj)公式： 校核(xio h)公式：2. 蝸桿剛度計算(j sun)校核公式：FSFPYKTZdm2212600FPFSVAFYYmddKKKT212666prtyLEIFFy32121148第35頁/共41頁第三十六頁，共42頁。3.蝸桿傳動熱平衡計算(j sun)單位時間內(nèi)發(fā)熱

18、損耗的功率： )1 (1 PPs單位(dnwi)時間散出的熱量為：WttKAPc)(21傳動裝置的潤滑油工作溫度應滿足(mnz)：021195)1 (tKAPt第36頁/共41頁第三十七頁，共42頁。降溫措施：1）增加散熱片即增加散熱面積。2）在蝸桿軸上裝風扇，增加散熱系數(shù)。3）在箱體油池內(nèi)加蛇形(sh xn)冷卻管。4）采用壓力噴油循環(huán)潤滑。 設計(shj)：潘存云設計(shj)：潘存云設計：潘存云油泵冷卻器冷卻水第37頁/共41頁第三十八頁，共42頁。P125 例題(lt)第38頁/共41頁第三十九頁，共42頁。3.5 蝸桿傳動的結構(jigu)設計1. 蝸桿結構(jigu)通常(tngchng)與軸制成一體b1 蝸桿軸1)無退刀槽結構(jigu)：加工螺旋部分時只能用銑制的辦法。2)有退刀槽：螺旋部分可以車制，也可以銑制。潘存云教授研制潘存云教授研制第39頁/共41頁第四十頁，共42頁。2. 蝸輪的常用(chn yn)結構：整體式組合式過盈配合(pih)