1、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型 圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) 蝸桿傳動(dòng)的受力分析 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,第十二章 蝸桿傳動(dòng),12-1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型,(一)蝸桿傳動(dòng)的類型:,取決于蝸桿,阿基米德蝸桿傳動(dòng)（ZA）,漸開線蝸桿傳動(dòng)（ZI）,法向直廓蝸桿傳動(dòng)(ZN),錐面包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)(ZK), 工件螺旋運(yùn)動(dòng)， 刀具旋轉(zhuǎn),圓柱蝸桿傳動(dòng)(螺旋面形狀),導(dǎo)程角 輪齒方向與端面的夾角 螺旋角輪齒方向與軸線的夾角,1.外形: 蝸桿短螺桿 蝸輪特殊的斜齒輪 螺母的一部分,2.具有螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn):,自鎖條件: (當(dāng)量摩擦角),效率計(jì)算:,展開:

2、,(二)蝸桿的形成,象齒條與斜齒輪嚙合,4.蝸輪齒寬方向呈凹弧型蝸輪部分包容蝸桿,將點(diǎn)接觸線接觸 ,加工蝸輪滾刀中圓直徑d1,減少磨損, 膠合的機(jī)率,H承載力,受力分析相同,傳動(dòng)比計(jì)算類同： iZ2/Z1d2/d1,強(qiáng)度計(jì)算仿斜齒輪,3.具有齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn),(三)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn):,優(yōu)點(diǎn):,缺點(diǎn):,1.很大，一般i880, 分度i=1000 2. 傳動(dòng)平穩(wěn), 噪音低 3.可自鎖, 結(jié)構(gòu)緊湊,1.Vs大效率低, 發(fā)熱大可自鎖時(shí)50 2.需貴重金屬價(jià)高 3.不宜用于大功率長(zhǎng)期工作,12-2 圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算,軸交角90軸線垂直以中間平面 參數(shù)為準(zhǔn),1.中間平面,(一)主要參數(shù),二.幾

3、何尺寸計(jì)算,過(guò)蝸桿軸線并垂直于 蝸輪軸線的平面,2.傳動(dòng)比i , 蝸桿頭數(shù)Z1, 蝸輪齒數(shù)Z2 3.蝸桿分度圓直徑1 ; 直徑系數(shù)q ; 導(dǎo)程角 4.齒面間滑動(dòng)速度Vs: 5.中心距,正確嚙合條件:,ma1mt2m a1t2,旋向相同,傳動(dòng)比i : i= n1 / n2 = Z2 / Z1d2 / d1,Z1=1 , 2, 4 Z1少 Z1多,Z2=iZ1 Z1、Z2查表12-2 P.184,Z2少 Z2多,結(jié)構(gòu)過(guò)大蝸桿剛度Z280,效率高, 加工難度大,自鎖性好, 效率低,Z226,2.傳動(dòng)比i , 蝸桿頭數(shù)Z1, 蝸輪齒數(shù)Z2,作業(yè)：12-1 P.192, 11 Z1 / q 直徑系數(shù) q

4、=d1/m,為減少滾刀的規(guī)格數(shù)量1定為標(biāo)準(zhǔn)值 1與搭配 表12-1 p.184,4.齒面間滑動(dòng)速度Vs:,22 1 =mq 1,V1：蝸桿的園周速度 V2：蝸輪的園周速度,3.蝸桿分度圓直徑1 ; 直徑系數(shù)q ; 導(dǎo)程角,(二)幾何尺寸計(jì)算, C*=0.2 ; df=d2(ha*+C*) m= d2.4 m,0.5(12) 0.5m(q+Z2)0.5(12),5.中心距,1.失效形式 :,2.部位 :,閉式 開式 膠合、 點(diǎn)蝕、 磨損,蝸輪輪齒上(結(jié)構(gòu)、材料),(一) 蝸桿傳動(dòng)的失效形式,蝸輪,非錫青銅、,錫青銅,(二)蝸桿、蝸輪的材料,(三)蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu),12-3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材

5、料和結(jié)構(gòu),(二)蝸桿、蝸輪的材料,1.對(duì)材料的要求： 2.蝸桿的材料 ,最好淬火鋼(低碳鋼滲碳淬火;中碳鋼表面淬火) 其余調(diào)質(zhì)鋼低速、人力傳動(dòng)、鑄鐵蝸輪,減摩、耐磨、抗膠合,高的強(qiáng)度及光潔度、足夠的剛度,3.蝸輪的材料 ,最好錫青銅 ZCuSn10p1(10-1) ZCuSn5PbZn5(5-5-5) 其余鋁青銅、灰鑄鐵、尼龍,減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕,碳素鋼、合金鋼,蝸桿的結(jié)構(gòu)通常為整體式,蝸輪的結(jié)構(gòu)通常為組合式,(三) 蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu),蝸桿三個(gè)分力：Fr1, Ft1, Fa1,蝸輪三個(gè)分力：Fr2, Ft2, Fa2,1.蝸桿、蝸輪旋向相同,2.作用力的大小(將Fn分解),12-4 蝸桿傳動(dòng)

6、的受力分析,右,Fr1,Fr2,Fr1,Fr2,Ft2,Fa1,Ft1,Fa2,Ft1,Fa1,Ft2,Fa2,右,4. 蝸輪的轉(zhuǎn)向,與Fa 1 反向,3.作用力的方向(示意圖）,二.蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算,12-5圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算: P.167,主要失效形式: 膠合、磨損、點(diǎn)蝕 仿斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算,1.計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度 (當(dāng)沖擊大、脆性材料 (才折斷 ) 彎曲強(qiáng)度) 2.只計(jì)算蝸輪的強(qiáng)度 3.考慮膠合熱平衡計(jì)算,(一)強(qiáng)度計(jì)算依據(jù):,(二)蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 P.188, 許用接觸應(yīng)力Mpa 蝸輪錫青銅(點(diǎn)蝕 ) 接觸強(qiáng)度計(jì)算表(12-5) 非錫青銅(膠合) 條件性計(jì)算表

7、(12-6),校核公式,Mpa (12-15),設(shè)計(jì) 公式,mm3 (12-16),K=1.11.3載荷系數(shù); d1蝸桿分度圓直徑mm d 2蝸輪分度圓直徑mm ; Z2蝸輪的齒數(shù) T2蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 Nmm,(二) 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 (三)蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算,10-6圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,VS大,摩擦、磨損大發(fā)熱大、效率低,1 嚙合效率 2、 3 軸承及攪油效率 ; 導(dǎo)程角 ;,(12-19),當(dāng)量摩擦系數(shù),當(dāng)量摩擦角表(12-6) p.190,(一)蝸桿傳動(dòng)的效率: p.176,1.蝸桿傳動(dòng)的效率:,當(dāng)自鎖 50 當(dāng)振動(dòng)大時(shí)摩擦自鎖 不可靠另加制動(dòng)裝置,(二) 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑

8、 P.178,油池潤(rùn)滑: Vs510m/s V14m/s上置式噴油潤(rùn)滑: Vs1015m/s,按1 來(lái)估算P177,2.的估算,T2=T1 i12,(三)蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算: p.179,Vs大效率低、發(fā)熱大要求散熱及時(shí), 否 則磨損膠合熱平衡計(jì)算,單位時(shí)間發(fā)熱量 同時(shí)間散熱量,11000P1(1) W 2tA (t - t0) W,(10-23),1.計(jì)算公式:,1 2,(1)增大散熱面積 (2)提高散熱系數(shù)t：,2.改善散熱措施:,小結(jié)： 1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)：i很大，一般i=780, 分度 500 ；平穩(wěn) ；緊湊 ；可自鎖 s大效率低, 發(fā)熱大貴重金屬價(jià)高 2.參數(shù)計(jì)算: 中間平面m、 標(biāo)準(zhǔn) 11tg mZ1 i = Z2 / Z1 d2 / d1 3.蝸桿傳動(dòng)受力分析 4.蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式及強(qiáng)度計(jì)算依據(jù) 5.蝸桿傳動(dòng)效率及熱平衡