蜗杆传动改课程学习.pptx

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1、会计学1蜗杆传动改蜗杆传动改第一页，共60页。优点：传动(chundng)比大、结构紧凑、传动(chundng)平稳、噪声小;可实现自锁。分度机构(jgu)：i=1000,通常i=5 80缺点(qudin)：摩擦损失较大，效率低、蜗轮齿圈用青铜制 造，成本高。一般：=0.7 0.8，自锁：0.4第2页/共60页第二页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 环面蜗杆锥蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第3页/共60页第三页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传

2、动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第4页/共60页第四页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。普通圆柱蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第5页/共60页第五页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基

3、米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 11-1 蜗杆传动的类型第6页/共60页第六页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。传动特点：1）传动效率高，一般可达90%以上；2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5 2.5倍；3）结构紧凑。11-1 蜗杆传动的类型第7页/共60页第七页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动

4、 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆(ZA)阿基米德蜗杆双刀加工阿基米德螺线11-1 蜗杆传动的类型第8页/共60页第八页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 11-1 蜗杆传动的类型(lixng)锥蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 渐开线蜗杆(ZI)渐开线蜗杆渐开线基圆第9页/共60页第九页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆

5、锥面包络圆柱蜗杆 dx延伸渐开线车刀对中齿厚中心法面法向直廓蜗杆(ZN)11-1 蜗杆传动的类型第10页/共60页第十页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆(ZK)2近似于阿基米德螺线是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣削或磨削，加工时工件作螺旋运动，刀具作旋转运动。砂轮11-1 蜗杆传动的类型第11页/共60页第十一页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(pt

6、ng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 环面蜗杆传动特点：1）传动效率高，一般可达8590%；2）承载能力高，约为阿基米德蜗杆的2 4倍；3）要求制造和安装精度高。环面蜗杆11-1 蜗杆传动的类型第12页/共60页第十二页，共60页。类型(lixng)环面蜗杆传动 圆柱(yunzh)蜗杆传动 锥蜗杆传动 普通(ptng)圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 锥蜗杆传动特点：锥蜗杆1）同时接触的点数较多，重合度大；2）传动比范围大，一般为10 360；3）承载能力和传动效率高；4）制造安装简便

7、，工艺性好。11-1 蜗杆传动的类型第13页/共60页第十三页，共60页。中间平面 在中间平面内，(普)蜗杆传动相当于齿轮齿条的啮合传动。故设计时，均取中间平面上的参数和尺寸为基准，并沿用齿轮传动的计算(j sun)关系。211-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸(ch cun)计算第14页/共60页第十四页，共60页。ZA蜗杆：a=20由蜗杆传动正确(zhngqu)啮合的条件，得：1.模数m和压力(yl)角 压力(yl)角ZN蜗杆：n=20ZI蜗杆：n=20ZK蜗杆：n=20 ma1=mt2=m a1=t2（一）主要参数及其选择11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算第15页/共60

8、页第十五页，共60页。2.蜗杆的分度圆直径(zhjng)d1和导程角 蜗杆的螺旋面和分度圆柱面的交线是一条(y tio)螺旋线，将分度圆柱展开得：tan=pz/d1=z1 pa/d1=mz1/d1d1pad11pz11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何(j h)尺寸计算第16页/共60页第十六页，共60页。tan=mz1/d1 d1=mz1/tan 可见，对每一个(y)模数m，当z1和不同时，可有很多不同d1。q=d1/m -蜗杆的直径(zhjng)系数 为了限制蜗轮滚刀(n do)的数目及便于滚刀(n do)的标准化d1=m q m z1tan=z1 /q 11-2（普）蜗杆传动的主要参数及

9、几何尺寸计算需配备很多蜗轮滚刀-表11-2 第17页/共60页第十七页，共60页。z1z2 =-3.蜗杆传动的传动比 i传动比:-d1d2 d1=m q ,d2=m z2z1=q tan=d1/m tann2n1i=-n2n1i=-z1z2 =-=-d2 /md1/m tan=-d2d1 tan11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何(j h)尺寸计算第18页/共60页第十八页，共60页。4.蜗杆的头数Z1但 tan=Z1 /q Z1 Z1 ,蜗杆的加工(ji gng)愈困难。常取 z1=1、2、4、6。11-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何(j h)尺寸计算n2n1i=-z1z2 =-z1 i

10、第19页/共60页第十九页，共60页。z2=i z1 为保证(bozhng)传动的平稳性：Z2 28 常限制(xinzh)：Z2 80 5.蜗轮的齿数Z2Z2不能太少Z2不能太多：m弯曲(wnq)强度 d2蜗杆长度蜗杆的刚度Z2，d2(=m Z2)不变时Z2，m不变时通常取：Z2=28 80Z1、Z2的荐用值见表11-111-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算a=(d1+d1)/26.蜗杆传动的标准中心距=m(q+z2)/2-表11-2第20页/共60页第二十页，共60页。(二)蜗杆传动变位(bin wi)的特点目 的(md)：特点(tdin)：拼凑中心距或提高传动的承载能力及传动效率

11、蜗杆传动的几何尺寸及其计算公式见图11-16及表11-3、表11-411-2（普）蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算(三)蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆（相当于齿条）不变位蜗轮（相当于齿轮）变位 第21页/共60页第二十一页，共60页。11-3 普通圆柱(yunzh)蜗杆传动承载能力计算（一）失效形式、设计准则(zhnz)及常用材料1、失效(sh xio)形式：2、设计准则闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核，并作热平衡计算开式传动：按弯曲疲劳强度设计胶合、磨损第22页/共60页第二十二页，共60页。蜗轮齿圈采用(ciyng)青铜蜗杆采用(ciyng)碳素钢或合金钢 15Cr、2

12、0Cr 渗碳(shn tn)淬火 55 62 HRC 一般传动：40、45 调质处理 220 250 HBS3、常用材料 蜗杆 40、45、40Cr 表面淬火 40 55 HRC高速重载传动11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第23页/共60页第二十三页，共60页。vS4 m/svS3 m/s，取 Kv=1.11.211-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第33页/共60页第三十三页，共60页。H-蜗轮齿面的许用接触应力灰铸铁或铝铁青铜(qngtng)时：H-查表11-6锡青铜时，取(N=60 n2 j Lh )式中：H-蜗轮的基本(jbn)许用应力 查表11-7KHN -接触强度的寿命(sh

13、umng)系数11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第34页/共60页第三十四页，共60页。0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 d1/a3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 ZC蜗杆ZA,ZI,ZN,ZK 蜗杆工作类型 I II III 载荷性质 均匀、无冲击 不均匀、小冲击 不均匀、大冲击 每小时启动次数 50 起动载荷 小 较 大 大 KA 1 1.15 1.2 表11-5 使用系数 KA图11-8 圆柱蜗杆传动的接触(jich)系数ZZ第35页/共60页第三十五页，共60页。材 料 滑动速度 vs(m/s)蜗 杆 蜗 轮 510 1015 1

14、525 25 载荷类型 重 重 中 （不限）（不限）（不限）（不限）900 500 350 220 150 100 80 运动粘度 v 40/cSt蜗杆传动的相对滑动速度vs/(m/s)给油方法 油池润滑 喷油润滑 或 油池润滑 喷油压力 MPa 0.7 2 3 表11-21 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第48页/共60页第四十八页，共60页。蜗杆下置或侧置的传动(chundng)，浸油深度应有蜗杆的一个齿高。蜗杆上置的传动，浸油深度(shnd)约为蜗轮外径的1/3。ra/3 一个齿高3、润滑油量 油池润滑时，适当的油量不仅有利于动压油膜

15、的形成(xngchng)，而且有助于散热。给油时，如果采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第49页/共60页第四十九页，共60页。（四）蜗杆传动的热平衡计算(j sun)目的：防止由于摩擦损耗产生的热量引起油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损(m sn)加剧，甚至出现胶合。热平衡：单位(dnwi)时间内的发热量散热量由摩擦损耗产生的热量:1=1000 P(1-)从箱壁散发的热量:2=d S(t0-ta)其中：P-蜗杆传递的功率；KWd-表面散热系数；可取：d=8.1517.45 W/(m2)11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第50页/共

16、60页第五十页，共60页。由热平衡条件(tiojin)：1=2：t0=ta+d S1000P(1-)t0-油的工作温度，ta-周围空气的温度，常温(chngwn)情况可取为：20；S=m2d(t0-ta)1000P(1-)一般(ybn)限制在 6070，最高不应超过80 S-箱体表面面积，m211-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第51页/共60页第五十一页，共60页。当工作油温t0 80 时，须采取(ciq)散热措施：1）加散热片-增大(zn d)散热面积（S）；见图11-222）在蜗杆轴端加装风扇(fngshn)-加速空气的流通（d）油泵冷却器冷却水3）在箱内装循环冷却水管或用循

17、环油冷却（d）11-5 （普）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算第52页/共60页第五十二页，共60页。蜗杆的结构(jigu):通常(tngchng)与轴制成一体b1 蜗杆轴12-6 圆柱(yunzh)蜗杆与蜗轮的结构设计1)无退刀槽结构：加工螺旋部分时只能用铣制的办法。2)有退刀槽：螺旋部分可以车制，也可以铣制。潘存云教授研制潘存云教授研制第53页/共60页第五十三页，共60页。蜗轮齿宽角 90 130 轮圈(ln qun)厚度 C 1.6m+1.5 mm轮缘(ln yun)宽度B 0.75da 0.67 da 蜗轮顶圆直径(zhjng)de2 da2+2m da2+1.5m da2+2m 蜗

18、杆头数Z11 2 4蜗轮的常用结构：整体式组合式过盈配合de2de2de2de2BBBBccc组合式螺栓联接组合式铸造骑缝螺钉48个，孔心向硬边偏移=23mm第54页/共60页第五十四页，共60页。第十一章 习题(xt)2、手动绞车采用(ciyng)蜗杆传动。已知：m=8 mm，z1=1，d1=80 mm，z2=40，卷筒直径D=200 mm。1、教材(jioci)11-1第55页/共60页第五十五页，共60页。（1）欲使重物(zhn w)Q上升1m，蜗杆应转多少转？（2）蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数 fv=0.18，该机构(jgu)能否自锁？问：（3）若重物(zhn w)Q=5KN，手摇时施加

19、的力F=100N，手柄 转臂的长度L应是多少？LDQz2z1第56页/共60页第五十六页，共60页。图示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出(shch)轴上锥齿轮Z4的转向。（1）试确定蜗杆传动的螺旋线方向(fngxing)和蜗杆的转向，并使中间轴 上的轴向力能抵消一部分。（2）在图上标出各轮所受分力(fnl)的方向思考题：n4z1z2z3z4输出轴第57页/共60页第五十七页，共60页。第58页/共60页第五十八页，共60页。11-5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算（自学）思考题：蜗杆传动效率的计算蜗杆传动热平衡计算的目的？何谓热平衡？当热平衡条件不能满足时，可采取哪些措施(cush)来提高其散热能力？第59页/共60页第五十九页，共60页。感谢您的观看(gunkn)！第60页/共60页第六十页，共60页。