1、第7章 蝸桿傳動(dòng),教學(xué)內(nèi)容 重點(diǎn)和難點(diǎn),第七章蝸桿傳動(dòng) (4學(xué)時(shí)),蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用； 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算； 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu)； 蝸桿傳動(dòng)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算； 蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算。,教學(xué)內(nèi)容:,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)類型和應(yīng)用。 蝸桿、蝸輪常用材料及選擇。 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 掌握蝸桿傳動(dòng)的受力分析。 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算及熱平衡計(jì)算。,重點(diǎn)和難點(diǎn):,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)（動(dòng)畫和影片） 主要由蝸桿和蝸輪組成。圖7-1 一般蝸桿為主動(dòng)件，用于傳遞交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，交錯(cuò)角90。圖7-2 蝸桿形似螺桿，有

2、左旋和右旋（一般）之分。圖- 蝸桿導(dǎo)程角和蝸輪螺旋角2必須相等。 蝸桿傳動(dòng)的類型 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)的應(yīng)用,7-1 蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn),第七章 蝸桿傳動(dòng),第七章 蝸桿傳動(dòng),圓柱蝸桿傳動(dòng)（圖7-3a） 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）（圖7-4） 蝸桿在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓(即輔向齒廓)為直線。其齒形角0=20。如同車削梯形螺紋，刀具切削刃的頂面必須通過(guò)蝸桿的軸線。磨削困難；導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。 漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿） (圖75) 端面齒廓為漸開(kāi)線所以它相當(dāng)于一個(gè)少齒數(shù)(齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù))、大螺旋角的漸開(kāi)線圓柱斜齒輪

3、。兩把直線刀刃的車刀在車床上加工。在專用機(jī)床上磨削。適用于大功率和高速。 法向直廓蝸桿（ZN蝸桿） 錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿） 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（圖7-3b） 錐蝸桿傳動(dòng)（圖7-3c）,蝸桿傳動(dòng)的類型,第七章 蝸桿傳動(dòng),左、右手定則,第七章 蝸桿傳動(dòng),圓柱蝸桿,圖7-3a 蝸桿傳動(dòng)的類型,第七章 蝸桿傳動(dòng),圖7-3b 蝸桿傳動(dòng)的類型,圖7-3c 蝸桿傳動(dòng)的類型,圖7-4 阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）,圖75 漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）,具有結(jié)構(gòu)緊湊 傳動(dòng)比大(傳遞動(dòng)力時(shí)i=1080，分度傳動(dòng)時(shí)i可達(dá)1000)； 傳動(dòng)平穩(wěn)以及在一定條件下(蝸桿導(dǎo)程角小于齒面間的當(dāng)量摩擦角時(shí))，可以實(shí)現(xiàn)自鎖；

4、 其不足之處是傳動(dòng)效率低； 常需耗用有色金屬； 蝸桿傳動(dòng)通常用于減速裝置，但也有個(gè)別機(jī)器用作增速裝置。,蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn),第七章 蝸桿傳動(dòng),概念（圖7-6） 連心線：蝸桿軸線與蝸輪軸線的公垂線。 中間平面：圓柱蝸桿軸線和連心線構(gòu)成的平面。 所以中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開(kāi)線齒輪與齒條（直線）的嚙合 規(guī)定：設(shè)計(jì)計(jì)算以中間平面參數(shù)及其幾何尺寸關(guān)系為準(zhǔn)。 主要參數(shù) 1.模數(shù)m和壓力角；2.傳動(dòng)比i，蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2 ； 3.蝸桿導(dǎo)程角； 4.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q ；5.中心距a。 幾何尺寸,7-2 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸,第七章 蝸桿傳動(dòng),圖7-6 主要參數(shù)和幾何

5、尺寸,蝸桿的軸向齒距Px=mx1，與蝸輪端面分度圓齒距Pt=mt2相等。即：m=mx1=mt2 蝸桿軸向壓力角x1等于蝸輪端面壓力角t2 ，均為標(biāo)準(zhǔn)值（表7-1）。即： = x1= t2 阿基米德蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件為：,1.模數(shù)m和壓力角,傳動(dòng)比i 蝸桿頭數(shù)（即螺旋線數(shù)目）通常為：1, 2, 4, 6 蝸輪齒數(shù) z2 = i z1，傳遞動(dòng)力時(shí)保證平穩(wěn)性z228，通常z2=3263，過(guò)大蝸桿跨度增大，剛度減小，嚙合精度降低，一般z2100。參照 表7-2 選取。,2.傳動(dòng)比i，蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2,按照螺紋形成原理（圖7-7）： 導(dǎo)程大，傳動(dòng)效率高；導(dǎo)程小傳動(dòng)效率低。 傳遞動(dòng)力，要求效

6、率高時(shí)，常取=1530, 采用多頭蝸桿。 要求具有反向傳動(dòng)自鎖性能時(shí)，常取330的單頭蝸桿。,3.蝸桿導(dǎo)程角,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿直徑系數(shù)q tan= z1/q d1 = q m q是d1與m的比值，不一定是整數(shù)。 m一定時(shí)，q越?。ɑ騞1越小）導(dǎo)程角越大，傳動(dòng)效率越高，但蝸桿的強(qiáng)度和剛度降低。 設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)，在剛度準(zhǔn)許的情況下，要求傳動(dòng)效率高時(shí)q選小值；要求強(qiáng)度和剛度大時(shí)q選大值。,4.蝸桿分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q,q = d1/m,加工蝸輪時(shí)，為了保證蝸桿傳動(dòng)的線接觸，必須采用與其相嚙合的蝸桿尺寸相同的滾刀(與蝸桿的差別是滾刀的外徑略大，以便切出徑向間隙)。 滾刀分度圓直徑dl不僅與模

7、數(shù)m有關(guān)，而且與頭數(shù)z1和導(dǎo)程角有關(guān)。加工同一模數(shù)的蝸輪，要求準(zhǔn)備多把蝸輪滾刀，這給刀具的制造帶來(lái)困難，也不經(jīng)濟(jì)。為了限制蝸輪滾刀數(shù)量，規(guī)定蝸桿分度圓直徑d1為標(biāo)準(zhǔn)值，查表71，即對(duì)應(yīng)于每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m，規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1，并把d1與m的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)q。,蝸桿直徑系數(shù)q,a =,2,d1+d2,=,標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)其中心距計(jì)算公式：,5.中心距a。,設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)，一般是先根據(jù)傳動(dòng)的功能和傳動(dòng)比的要求，選擇蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2； 再根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1。 主參數(shù)確定后，按表7-3計(jì)算蝸桿、蝸輪的幾何尺寸。 例題7-1,幾何尺寸,第七章 蝸桿傳動(dòng),一傳遞

8、動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)圓柱蝸桿傳動(dòng)，已知模數(shù)m=8，蝸桿頭數(shù)z1=2，蝸輪齒數(shù)z2=42，蝸桿分度圓直徑 d1=80 mm，試計(jì)算其蝸桿直徑系數(shù)q、蝸桿導(dǎo)程角及蝸桿傳動(dòng)的中心距a。 解： 蝸桿直徑系數(shù) q = d1/m = 80/8=10 蝸桿導(dǎo)程角 =arctan(z1/q)=arctan(2/10)=11.31 蝸桿傳動(dòng)中心距 a = 0.5m(q+z2) =0.5（10+42） =208 mm,例題7-1,第七章 蝸桿傳動(dòng),齒面間滑動(dòng)速度vs 輪齒失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 蝸桿蝸輪常用材料 蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu),7-3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料和結(jié)構(gòu),第七章 蝸桿傳動(dòng),圖7-8所示 滑動(dòng)速度的大小，對(duì)齒面的潤(rùn)

9、滑情況、齒面失效形式、發(fā)熱以及傳動(dòng)效率都有很大的影響。,齒面間滑動(dòng)速度vs,第七章 蝸桿傳動(dòng),圖7-8 蝸桿傳動(dòng)滑動(dòng)速度,第七章 蝸桿傳動(dòng),輪齒失效形式 膠合、磨損 疲勞點(diǎn)蝕、輪齒折斷 計(jì)算準(zhǔn)則 蝸桿材料比蝸輪強(qiáng)度高，失效總是出現(xiàn)在蝸輪上，只對(duì)蝸輪作強(qiáng)度計(jì)算； 閉式蝸桿傳動(dòng)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，校核彎曲疲勞強(qiáng)度并進(jìn)行熱平衡計(jì)算； 開(kāi)式蝸桿傳動(dòng)，只按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算； 蝸桿一般和軸作成一體，可按一般軸對(duì)蝸桿強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，必要時(shí)進(jìn)行剛度驗(yàn)算。,輪齒失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則,蝸桿和蝸輪的材料要有一定的強(qiáng)度和良好的減摩性、耐磨性及抗膠合的能力。常采用青銅作蝸輪齒圈，與淬硬磨削的鋼制蝸桿相配。 蝸桿常用材

10、料： 碳索鋼：45，40 調(diào)質(zhì)處理，硬度為220250HBS； 合金鋼：20Cr，20CrMnTi，滲碳淬火 5662HRC；或40Cr，38SiMnMo，表面淬火到4555HRC。 蝸輪常用材料： 青銅：高速重要的場(chǎng)合 易切削 鑄造青銅 ZCuSnlOPI，ZCuSn5Pb5Zn5 （v25m/s） 鋁鐵青銅 ZCuAIIOFe3 （v6m/s） 鑄鐵：灰鑄鐵主要用于低速、輕載的場(chǎng)合。,蝸桿蝸輪常用材料,該型式僅用于成批生產(chǎn)的蝸輪。齒圈最小厚度c=2m，但不小于10 mm,蝸桿軸：蝸桿和軸做成一體。（圖7-9） 整體式蝸輪：（圖7-10d） 組合式蝸輪： 齒圈壓配式：（圖7-10a） 齒圈和

11、輪芯用過(guò)盈聯(lián)接，為了工作可靠，在接合面圓周上裝有48個(gè)直徑為(1.21.5)m的螺釘，m為蝸輪模數(shù)。為了便于鉆孔，將螺孔中心線向材料較硬的一邊偏移23mm。用于尺寸不 大而工作溫度變化小的場(chǎng)合。 螺紋聯(lián)接式：（圖7-10b） 齒圈與輪芯用鉸制孔螺栓聯(lián)接。由于裝拆方便，常用尺寸較大或磨損后 需要更換蝸輪齒圈的場(chǎng)合. 澆鑄式：（圖7-10c）,蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu),蝸桿傳動(dòng)的受力分析 蝸輪旋轉(zhuǎn)方向的判定 蝸輪旋轉(zhuǎn)方向，按照蝸桿的螺旋線旋向和旋轉(zhuǎn)方向，應(yīng)用左、右手定則判定。（圖7-11） 輪齒上的作用力 蝸桿傳動(dòng)輪齒上的作用力和斜齒輪相似（圖7-12） 三個(gè)相互垂直的分力： 圓周力Ft 軸向力Fa 徑向

12、力Fr 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,7-4 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,第七章 蝸桿傳動(dòng),第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸輪輪齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似，仍以赫茲應(yīng)力公式為基礎(chǔ)。 蝸輪齒面的接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式為： 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式： H-許用接觸應(yīng)力，MPa。查表74和表7-5；m-模數(shù) T2-蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nmm； z2-蝸輪齒數(shù)；d1-蝸桿 分度圓直徑 mm K-為敢荷系數(shù)，取K=1.11.3。 蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度只有在受強(qiáng)烈沖擊或重載的蝸桿傳動(dòng)或蝸輪采用脆性材料時(shí)必須計(jì)算。需要計(jì)算對(duì)可參考有關(guān)資料。,蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,蝸桿傳動(dòng)的效率 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 熱平衡計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟（

13、例題7-2） 1.選擇蝸桿、蝸輪材料；2.選擇蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2；3.確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)距T2；4.確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1；5.計(jì)算主要尺寸；6.驗(yàn)算相對(duì)滑動(dòng)速度vs和傳動(dòng)效率；7.熱平衡計(jì)算；8.輔助裝置設(shè)計(jì)；9.繪制工作圖。,7-5 蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,第七章 蝸桿傳動(dòng),閉式蝸桿傳動(dòng)的總效率通常包括三部分： 輪齒嚙合齒面間摩擦損失時(shí)的效率（主要部分）； 浸油時(shí)零件攪動(dòng)潤(rùn)滑油時(shí)的濺油損耗效率； 軸承摩擦損失時(shí)的效率。 近似地用螺旋傳動(dòng)的效率公式計(jì)算。后兩項(xiàng)功率損失不大，其效率一般為.95.97； 蝸桿主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的總效率 表7-6,-蝸桿導(dǎo)程角 ；v-當(dāng)量摩擦

14、角 v = arctan fv ；fv-當(dāng)量摩擦系數(shù),蝸桿傳動(dòng)的效率,第七章 蝸桿傳動(dòng),增大，增大。過(guò)大會(huì)增加制造困難，且27效率隨增大提高很少，一般 27； v時(shí)，具有反傳動(dòng)自損性，但效率很低。 初步估算蝸桿傳動(dòng)的總效率可取下列近似數(shù)值： 閉式傳動(dòng) z1=1 = 0.650.75 z2=2 = 0.750.82 z1=4,6 = 0.820.92 自鎖時(shí) 0.5 開(kāi)式傳動(dòng) z1=1,2 = 0.600.70,總效率的數(shù)值,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑不僅能提高傳動(dòng)效率，而且可以避免輪齒的膠合和磨損，所以蝸桿傳動(dòng)保持良好的潤(rùn)精是十分必要的。 閉式蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度和給油方法，一般可根據(jù)相

15、對(duì)滑動(dòng)速度、載荷類型等參考 表7-7選擇。 為提高蝸桿傳動(dòng)的抗膠合性能，宜選用粘度較高的潤(rùn)滑油。對(duì)青銅蝸輪，不允許采用抗膠合能力強(qiáng)的活性潤(rùn)滑油，以免腐蝕青銅齒面。,蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)效率較低，發(fā)熱量大，閉式蝸桿傳動(dòng)，散熱條件不好，會(huì)引起潤(rùn)滑不良產(chǎn)生齒面膠合。應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 蝸桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱量所消耗的功率Ps和箱體散發(fā)熱量的相當(dāng)功率Pc，平衡時(shí)，即Ps=Pc，熱平衡時(shí)潤(rùn)滑油的工作溫度t1的計(jì)算公式：,P1-蝸桿傳動(dòng)輸入功率，kW；ks-為散熱系數(shù)，根據(jù)箱體周圍通風(fēng)條件，一般取ks =1017w/(m2)；自然通風(fēng)良好地方取大值，反之取小值； -傳動(dòng)效率；A-散熱面積m

16、2。 t0-周圍空氣溫度 通常取20； t1-許可的工作溫度，通常取7090。,Ps = 1000(1-)P1,Pc = ksA(t1-t0),熱平衡計(jì)算,第七章 蝸桿傳動(dòng),箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油飛戳到的箱殼面積。散熱片，其散熱面積按50計(jì)算； 設(shè)計(jì)時(shí)，普通蝸桿傳動(dòng)的箱體散熱面積A可用下式 初步計(jì)算： 如果工作溫度t1超過(guò)許可溫度t1，可采用下述冷卻措施： (圖713) 在箱殼外面增加散熱片以增加散熱面積A； 在蝸桿軸上安裝風(fēng)扇； 在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇形冷卻水管； 用循環(huán)油冷卻。,a-中心距，mm；A-散熱面單位為m2,熱平衡計(jì)算（續(xù)）,第七章 蝸桿傳動(dòng),試設(shè)計(jì)一閉式蝸桿傳動(dòng)。已知蝸桿輸入

17、功率P1=4.5 kW,蝸桿轉(zhuǎn)速 n1=960 r/min,傳動(dòng)比 i=20,載荷平穩(wěn)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。,例題7-2,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿材料用 45鋼，輪齒表面淬火，硬度45HRC 蝸輪材料用 ZCuAl10Fe3,砂模鑄造，估計(jì) vs=4 m/s,根據(jù)表7-5查得 H=160 MPa,1.選擇蝸桿、蝸輪材料,第七章 蝸桿傳動(dòng),根據(jù) i=20 查表7-2得蝸桿頭數(shù) z1=2,則蝸輪齒 數(shù)為 z2=iz1=202=40，z2在3064間，故符合 要求。,2.選擇蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2,第七章 蝸桿傳動(dòng),T2=T1i = 9.55106(P1/960)i = 9.55 106 (4.5/96

18、0) 20 0.8 =716250 Nmm,估計(jì)效率：根據(jù)z1=2，取=0.8。 蝸輪傳遞轉(zhuǎn)距T2,3.確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)距T2,第七章 蝸桿傳動(dòng),因載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù) K=1.1，計(jì)算 查表7-1 得 模數(shù)m=8 mm,直徑系數(shù)q=10 蝸桿分度圓直徑 d1=80 mm。,=1.1716250,( )2,= 4809 mm3,4.確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸輪分度圓直徑 d2 = z2m = 408 = 320 mm 蝸桿導(dǎo)程角 =arctan(z1/q)=arctan(2/10)=11.31 中心距 a = 0.5m(q+z2) = 0.58（10+40） = 20

19、0 mm,5.計(jì)算主要尺寸,第七章 蝸桿傳動(dòng),蝸桿分度圓速度 齒面相對(duì)滑動(dòng)速度 與原估計(jì)值接近。 蝸桿傳動(dòng)效率；按vs=4.1 m/s,硬度45 HRC，蝸輪材料為無(wú)錫青銅， 查表7-6得 fv=0.04,v=2.29與原估計(jì)值=0.80 接近。,vs = v1/cos= 4.02/cos 11.31 = 4.1 m/s,6.驗(yàn)算相對(duì)滑動(dòng)速度vs和傳動(dòng)效率,第七章 蝸桿傳動(dòng),根據(jù)題意，箱體散熱面積 室溫t0,通常取20；散熱系數(shù)ks通風(fēng)散熱條件好，故取ks=17 W/(m2)。 故油溫t17090, 符合要求。,7.熱平衡計(jì)算,第七章 蝸桿傳動(dòng),圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿傳動(dòng),7-6 其他蝸桿

20、傳動(dòng)簡(jiǎn)介,第七章 蝸桿傳動(dòng),環(huán)面蝸桿,圖7-14，蝸桿是用刃邊為凸圓弧形的刀具切制，軸面齒廓為內(nèi)凹圓弧。蝸輪用滾刀范成切制，軸向齒廓為外凸圓弧。 這種蝸桿傳動(dòng)具有下列特點(diǎn)： 接觸線的形狀有利于形成液體油膜潤(rùn)滑，傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)0.9以上。 蝸桿都是正變位傳動(dòng)。 齒面為凹凸齒嚙合，當(dāng)量曲率半徑大，齒面接觸應(yīng)力較低，齒根強(qiáng)度較高，承載能力比其他圓柱蝸桿高。,圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng),第七章 蝸桿傳動(dòng),圖7-14 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng),圖7-3b，螺旋的頂和根分別位于同軸線的圓弧回轉(zhuǎn)體表面上的蝸桿，稱為環(huán)面蝸桿。 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)具有下列特點(diǎn)： 輪齒間具有較好的油漠形成條件，抗膠合的承載能力和效率都較高； 同時(shí)

21、接觸的齒數(shù)較多。 承載能力約為圓柱蝸桿傳動(dòng)的1.54倍。 在制造和安裝上比較復(fù)雜，對(duì)精度要求也較高； 由于提高了承載能力而相對(duì)地減小了外廓尺寸和散熱面積，因而常需要考慮人工的冷卻方法。,環(huán)面蝸桿傳動(dòng),第七章 蝸桿傳動(dòng),作業(yè),習(xí)題7-1，7-3，7-5。,第七章 蝸桿傳動(dòng),表7-3,表7-7,作業(yè)： 習(xí)題7-1； 習(xí)題7-3；,本章結(jié)束 謝謝大家,第 十 四 章 蝸 桿 傳 動(dòng),軸交錯(cuò)90,交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),平行軸傳動(dòng),斜齒輪傳動(dòng),大齒輪（兩側(cè)面往下拉，包住蝸桿） 蝸輪,集齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)為一體,1.蝸桿的輪齒螺旋線,一、特點(diǎn),第 一 節(jié) 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 特 點(diǎn) 和 類 型,Z1=14,左

22、、右旋,單(多)線蝸桿：蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過(guò)一(多)齒,2. i 大，結(jié)構(gòu)緊湊,Z2很大,僅傳遞運(yùn)動(dòng)可達(dá)到：i =1000,傳遞動(dòng)力時(shí)：i = 880,4.重合度大 ，連續(xù)嚙合，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小,5.齒面間相對(duì)滑動(dòng)較大，損耗大，效率低,3.具有自鎖性,通過(guò)蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線的平面,二、類型,環(huán)面蝸桿傳動(dòng),中間平面（主平面）：,錐蝸桿傳動(dòng),1.按蝸桿形狀分類,圓柱形蝸桿傳動(dòng),中間平面：直、凸廓,2.圓柱形蝸桿分類,漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）,滾刀銑削，工藝復(fù)雜，精度高,中間平面：齒條,橫截面：阿基米德螺旋線,法向直廓蝸桿,橫截面：漸開(kāi)線,阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）,車削,三、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)精度等

23、級(jí)及其選擇,高 低,精度等級(jí) 1，2，6，7，8，9，10，11，12,常用,第二節(jié) 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,一、主要參數(shù),1.模數(shù)和壓力角,蝸桿軸面,蝸輪端面,中間平面內(nèi)嚙合,px1 = pt2,mx1=mt2=m (標(biāo)準(zhǔn)值),x1=t2=,阿基米德蝸桿：x=20,法向直廓蝸桿、漸開(kāi)線蝸桿：n=20,=m,2.蝸桿導(dǎo)程角和分度圓直徑d1,d1為標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)表14-1,加工蝸輪時(shí)需用與蝸桿參數(shù)、幾何尺寸（除齒頂高高出一個(gè)頂隙外）完全相同的滾刀,蝸桿直徑參數(shù),Z2、n2蝸輪,Z1、n1蝸桿, Z1:,3.傳動(dòng)比, Z2:,(減速),取Z1=14,Z2=2680， 不超過(guò)100,(增速),

24、Z1 i 、,Z1 難加工,Z2 尺寸大蝸桿相對(duì)細(xì)長(zhǎng)剛度弱,v1、v2蝸桿、蝸輪節(jié)點(diǎn)圓周速度,4.齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度vs,=2 （同向）,二、正確嚙合條件,較大的vS引起：,1、易發(fā)生齒面磨損和膠合,2、如潤(rùn)滑條件良好 , 有助于形成潤(rùn)滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動(dòng)效率,mx1=mt2=m,x1=t2=,三、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算,重要尺寸,詳見(jiàn)表14-4,一、失效形式,第三節(jié) 蝸桿傳動(dòng)的失效形式和材料的選擇,點(diǎn)蝕、膠合、折斷、齒面磨損,（閉式傳動(dòng)）,1.可能出現(xiàn)的失效形式與齒輪嚙合相同,2.突出的問(wèn)題,3.蝸桿是螺旋齒面，強(qiáng)度高、材料硬，所以失效總是 發(fā)生于蝸輪輪齒上。,較大的vS ，易發(fā)

25、生齒面磨損和膠合,（開(kāi)式）,特點(diǎn)：軟硬搭配,二、材料的選擇,要求： 具有良好的減摩性、耐磨性、跑合性和抗膠合能力,在保證足夠強(qiáng)度的條件下，要求材料配對(duì)使用。,蝸輪軟：鑄錫青銅、無(wú)錫青銅、灰鑄鐵,蝸桿硬：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)表面硬化及調(diào)制處理,第四節(jié) 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,一、轉(zhuǎn)向（復(fù)習(xí)）,左、右手法則,二、受力分析,1.力的方向,Ft 主反從同,Fr 指向各自的軸線,Fx1 蝸桿左右手法則,2.力的大小,3.力在平面圖上的表示,三、計(jì)算載荷,四、計(jì)算準(zhǔn)則,校核公式,1.蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度,當(dāng)vs3m/s 7級(jí)以上精度,kFn,k=1.01.4,設(shè)計(jì)公式,n2,n2,Ft1,Ft2,Fr1

26、,Fr2,Fr1,Fr2,Ft1,Ft2,Fx2,Fx2,Fx1,Fx1,青銅蝸輪和鋼蝸桿配對(duì),499,灰鑄鐵蝸輪和鋼蝸桿配對(duì),H以vs選取,m、d1取標(biāo)準(zhǔn)值,k取小值,m2d1取標(biāo)準(zhǔn)值m、d1,其中,校核公式,2.蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算,設(shè)計(jì)公式,第五節(jié) 蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和散熱計(jì)算,一、蝸桿傳動(dòng)的效率,0.70.9,攪油損耗 0.960.99,嚙合效率,當(dāng)量摩擦角,其中:,摩擦損耗,滑動(dòng)軸承：0.970.99,滾動(dòng)軸承：0.980.995,主要取決于1,1.,3.v 自鎖,討論,為提高效率，蝸桿傳動(dòng)用于高速級(jí),多頭蝸桿效率高，難加工，Z14,2.,自鎖蝸桿的效率恒小于50%,無(wú)特殊情況不應(yīng)自鎖,表14-11,1.