模塊七傳動與維護7.5蝸桿傳動【章節(jié)名稱】蝸桿傳動【教學(xué)目標(biāo)】一、知識目標(biāo)1.了解蝸桿傳動的特點，基本參數(shù)和幾何尺寸計算。2.了解蝸桿傳動的失效形式及常用材料和結(jié)構(gòu)。二、能力目標(biāo)1.掌握蝸桿傳動的主要特點及與其它傳動的區(qū)別和應(yīng)用場合。2.了解蝸桿傳動的中間平面的含義、基本參數(shù)，幾何尺寸計算，了解直徑系數(shù)q值的含義及計算方法。三、素質(zhì)目標(biāo)1.了解蝸桿傳動適合于兩相交軸的且大傳動比的傳動，具有傳動自鎖性的特點，特別適合于起重機械使用，但是由于齒面滑動速度大，也存在傳動時發(fā)熱大的缺點。2.由于兩軸交錯，選擇中間平面是確定蝸桿與蝸輪基本參數(shù)的共同平面，確定蝸桿的直徑系數(shù)是為了更合理地選擇蝸桿的直徑大小，從此可以悟出解決問題的思路與措施。四、教學(xué)要求1.掌握蝸桿傳動的主要優(yōu)點和缺點及應(yīng)用場合。2.理解中間平面的確定方法和確定直徑系數(shù)值的目的。3.了解膠合是蝸桿傳動失效的主要原因，能夠采用相應(yīng)的解決方法。4.掌握蝸桿與蝸輪的常用材料及熱處理方法?！窘虒W(xué)重點】1.兩軸相錯、大傳動比和自鎖性及摩擦發(fā)熱嚴(yán)重是蝸桿傳動的主要特點。2.中間平面是確定蝸桿傳動基本參數(shù)和幾何尺寸計算的基礎(chǔ)，蝸桿直徑系數(shù)是保證合理選擇蝸桿直徑的主要參數(shù)，這兩點都必須深刻理解。注意發(fā)熱摩擦是蝸桿傳動失效的重要因素?！倦y點分析】1.中間平面的確定和蝸桿軸面與蝸輪端面參數(shù)相等的概念有一定的難度，需要從嚙合的角度來說明。2.直徑系數(shù)q值也是蝸桿傳動所特有的，它控制蝸桿的直徑d在18-160mm之間，保證足夠的強度和結(jié)構(gòu)尺寸，是從生產(chǎn)實際出發(fā)考慮的，由于學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗，可能難以理解?！窘虒W(xué)方法】演示與講授相結(jié)合，用直齒圓柱齒輪和蝸桿傳動相比較的方法來講授比較容易理解?！緦W(xué)生分析】由于學(xué)生第一次接觸到蝸桿傳動，可能有一定難度，所以應(yīng)該通過傳動之間的比較來講課，同時要抓住主要特點，如傳動比大，有自鎖性，摩擦發(fā)熱等方面，才能使學(xué)生理解又記得住。所以選用比較法講授，同時要突出重點，抓住特色，使學(xué)生易學(xué)好記?！窘虒W(xué)資源】1．機械基礎(chǔ)在線開放課程．“中國職教MOOC”頻道，高等教育出版社。2.蝸桿傳動教具或?qū)嵨?、課件、掛圖?！窘虒W(xué)安排】3學(xué)時（135分鐘）【教學(xué)過程】一、新課導(dǎo)入回憶直齒輪圓柱齒輪傳動的兩軸分別是平行的，兩軸垂直相錯的齒輪傳動就是蝸桿蝸輪傳動。然后演示蝸桿傳動的教具或?qū)嵨铩６?、講授新課1.蝸桿傳動的特點從演示中，可以得出蝸桿傳動有以下幾個特點：（1）傳動比大，單頭蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，蝸輪才轉(zhuǎn)過一個齒。（2）兩軸相錯成90°。（3）只能蝸桿帶動蝸輪，蝸輪不能帶動蝸桿，即傳動具有自鎖性。（4）蝸輪和蝸輪的接觸為圓弧面，接觸面積大，屬于滑動摩擦，因此摩擦發(fā)熱嚴(yán)重。以上這些特點都是其他齒輪傳動所沒有的。（5）常用的蝸桿是阿基米德蝸桿。2．基本參數(shù)和幾何尺寸計算為了計算傳動的幾何尺寸，引入中間平面的概念，即一個通過蝸桿的軸線又垂直于蝸輪軸線的平面。將蝸桿傳動截開，所得到蝸桿的軸面和蝸輪的端面相當(dāng)于齒條和齒輪的嚙合傳動，由此得出蝸桿的軸面參數(shù)與蝸輪的端面參數(shù)相等的結(jié)論。它是幾何尺寸計算的依據(jù)。表示幾何尺寸的基本參數(shù)有模數(shù)、壓力角、頭數(shù)、導(dǎo)程角、直徑系數(shù)、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，與直齒圓柱齒輪不同的是頂隙系數(shù)為0.2mm。3．蝸桿傳動的正確嚙合條件除了模數(shù)和壓力角相等外，蝸桿的導(dǎo)程角和蝸輪的壓力角必須相等。4.蝸桿的失效形式及常用材料和結(jié)構(gòu)由于蝸桿蝸輪的接觸面大，相對滑動速度大，摩擦力必定很大，發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致齒面膠合，損壞輪齒使傳動失效。所以選用齒輪材料以防止膠合為首要考慮的問題，兩種不同的材料嚙合是最不容易膠合的，考慮到齒輪的使用壽命和抗膠合能力，一般蝸桿常用45鋼調(diào)質(zhì)或中碳合金鋼經(jīng)過熱處理提高齒面硬度提高耐磨性，而蝸輪選用耐磨性好而又抗膠合性強的鑄造錫青銅，不重要的齒輪可以選用鑄鐵材料。為了節(jié)約有色金屬，常把蝸輪制成齒芯部份用鑄鋼材料而齒圈部份用錫青銅，然后組合連接而成。5．蝸桿傳動的潤滑由于蝸桿蝸輪的摩擦發(fā)熱大，選用粘度大、親和力大潤滑油，同時選用必要的散熱泠卻方法，如加風(fēng)扇、通泠卻水等強制泠卻，保證潤滑的效果。