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1、目的要求目的要求:掌握蜗杆传动的特点和应用场合、蜗杆及蜗 轮的材料，会分析蜗杆传动的效率、润滑和热 平衡问题；了解蜗杆传动的基本设计方法。明确轮 的结构和润滑。教学重点教学重点:蜗杆传动的特点和应用场合、蜗杆及蜗轮的材料。教学难点教学难点:蜗杆传动的效率、润滑和热平衡问题。教学内容教学内容:蜗杆传动的常见类型、传动特点和应用场合，蜗杆 传动的效率、润滑和热平衡问题，蜗杆、蜗轮的材 料和结构，蜗杆传动的基本设计方法。第六讲 蜗杆传动 齿轮的结构与润滑 交错轴斜齿轮机构：若将一对斜齿轮安装成其轴线既不平行也不相交，就成为交错轴斜齿轮机构。两轮轴线之间的夹角称为轴角 1、轴角 2、点接触，承载能力低
2、 3、相对滑动速度大，轮齿易磨损。813 蜗杆机构 1、交错轴斜齿轮机构 蜗杆蜗轮 2、啮合特点：点接触 线接触 3、加工 蜗杆 车削（螺旋线）（轴平面内的齿形为直线齿廓的齿条）蜗轮 与蜗杆相似的滚刀展成切制蜗轮 右旋蜗杆，头数是从端面上看蜗杆具有的齿数Z1一、蜗杆蜗轮的形成一、蜗杆蜗轮的形成蜗杆的中圆柱（分度圆柱）过齿形中线处的圆柱 在中圆柱上轴向齿厚与齿槽相等 蜗杆分度圆柱面上螺旋线的导程角：按蜗杆形状分：圆柱蜗杆机构 环面蜗杆机构 锥蜗杆机构 按蜗杆齿廓曲线的形状 阿基米德圆柱蜗杆阿基米德圆柱蜗杆 渐开线圆柱蜗杆延伸渐开线蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 二、蜗杆蜗轮机构的分类二、蜗杆蜗轮机构的分
3、类1、主平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 2、在主平面内，蜗杆传动相当于齿轮齿条传动 3、正确啮合条件：（螺旋线方向相同、旋向相同）三、蜗杆传动三、蜗杆传动判定蜗杆、蜗轮的转向：蜗杆为左旋，蜗轮转向为顺时针 1、模数m 2、压力角=20 标准值 25 动力传动中 12、15 分度传动 3、头数Z1 Z1=1，2，4，6 Z2=2780 四、蜗杆传动的主要参数及尺寸计算四、蜗杆传动的主要参数及尺寸计算4、螺旋升角（导程角）5、直径系数q 6、尺寸计算（蜗杆、蜗轮的齿顶高、齿根高、齿全高、齿顶圆直径、齿根圆直径可用直齿轮公式计算）标准中心距：1、优点：i大，机构紧凑 传动平稳、无噪音。反行
4、程时可自锁，安全保护（起重机）2、缺点：轮齿间相对滑动速度较大，易磨损。效率低（最高70%）成本较高 蜗杆：钢，蜗轮：青铜 五、特点五、特点一、蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的类型 1、按蜗杆形式分类圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 814 蜗杆传动的类型及特点 2 按刀具加工位置分 阿基米德蜗杆 法向直廓蜗杆 渐开线蜗杆 二、蜗杆传动的特点 1、传动比大 2、连续啮合，传动平稳 3、具有自锁性 4、效率较低 2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 蜗杆加工 蜗轮加工直径系数 3、蜗杆头数Z1(一)、主要参数及其选择：主平面 1、模数m和压力角 三三.普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算普通圆柱蜗
5、杆传动的主要参数及几何尺寸计算 4、导程角 5、传动比 i 和齿数比 u 6、蜗轮齿数Z2 7、标准中心距 a 如图 三、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等(一)、失效形式，设计准则及常用材料 齿面胶合 过度磨损闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计 校核齿根弯曲疲劳强度 计算热平衡 蜗杆刚度 蜗轮 常用材料 蜗杆：40、45、40Cr 蜗轮：铸造锡青铜，铸造铝铁青铜 要求：1）足够的强度 2）良好的减摩、耐磨性 3）良好的抗胶合性四四.普通圆柱蜗杆传动承载能力计算普通圆柱蜗杆传动承载能力计算(一)、蜗杆传动的滑动速度 V1 蜗杆节点
6、圆周速度 V2蜗轮节点圆周速度 蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs 较大的VS引起：1、易发生齿面磨损和胶合 2、如润滑条件良好,有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率 五五.蜗杆传动的滑动速度及效率蜗杆传动的滑动速度及效率 (二)、蜗杆传动的效率 由啮合摩擦损耗所决定的效率 轴承的效率 蜗杆或蜗轮搅油引起的效率 当量摩擦角 查表蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率 Z1 1，2，4，6效率 0.7，0.8，0.9，0.95(一)、蜗杆传动的润滑 目的：1）提高效率；2）降低温升，防止磨损和胶合1、润滑油参看表2、润滑油粘度及给油方法参看表 3、润滑油量 浸油深度 (二)、蜗杆传动
7、热平衡计算 润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降原因六六.蜗杆传动的润滑及热平衡计算蜗杆传动的润滑及热平衡计算 设蜗杆传动功率为P（K W）,效率为 蜗杆传动单位时间的发热量为 自然冷却方式，单位时间散热量为 Kd箱体表面散热系数 S 箱体散热面积 t 油的工作温度 t0环境温度 达到热平衡时 可得到热平衡时的温度 如 t 80时措施：1 加散热片以增大散热面积 2 蜗杆轴端加风扇，强制风冷却 3 在传动箱内安装循环冷却管路 1、蜗杆一般与轴成一体 2、蜗轮 轮齿部分青铜 轮毂部分钢 齿圈式 螺栓联接式 整体浇铸式 拼铸式 七七.普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构
8、设计普通圆柱蜗杆、蜗轮的结构设计(二)、蜗杆传动的受力分析力的大小 圆周力 轴向力 径向力 Ft主反从同 力的方向和蜗轮转向的判别 Fr指向各自的轴线 Fa1蜗杆左右手螺旋定则 轴向力 径向力圆周力 蜗轮转向的判别：Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向(三)、蜗杆传动的强度计算1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 校核公式 ZE材料的弹性系数 ZP接触系数（1）当蜗轮材料 ,许用应力 查表（2）若蜗轮材料 ,许用应力与循环次数有关 基本许用接触应力，查表接触强度寿命系数 设计公式 定m,q2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合 YFa2 蜗轮齿形系数 当量齿数，蜗轮基本许用应力，设计公式 查表定m、d1(四)、蜗杆的刚度计算 计算模型：简支梁 集中载荷：蜗杆最大挠度：(五)、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择 高 低 精度等级 1，2，6，7，8，9，10，11，12 远景 常用1、齿轮轴 e2mt（2m，da160mm 3、腹板式齿轮 da500mm 4、轮辐式齿轮 400mmda1000mm 5、组合式齿轮 轮毂与齿圈采用不同材料 814 齿轮的结构设计与润滑一、润滑方式 1、V12m/s喷油润滑 二、润滑剂的选择