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1、主要内容：了解蜗杆传动的特点，它的适用场合。了解蜗杆传动的主要参数，如模数、压力角、螺旋头数、螺旋导程角、螺旋螺旋角、螺旋分度圆等。第1页/共18页第一节 概 述蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的（图352），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90。在一般蜗杆传动中，都是以蜗杆为主动件。从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况，将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形，使之将蜗杆部分包住。这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。第2页/共18页蜗杆传动特点：1传动比大，且准确。通常称蜗杆的螺旋线数为螺杆的头数，若蜗杆头数
2、为z1，蜗轮齿数为z2，则蜗杆传动的传动比为iw w1/w w2n1/n2z2/z1（360）通常蜗杆头数很少（z1=14），蜗轮齿数很多(z2=3080)，所以蜗杆传动可获得很大的传动比而使机构比较紧凑。单级蜗杆传动的传动比 i100300；传递动力时常用 i583。第3页/共18页蜗杆传动特点：2传动平稳、无噪声。因蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿对较多。3当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，可以实现自锁。4传动效率比较低。当z11时，效率h h=0.70.75；z1=2时，h h=0.750.82；z134时，h h=0.820.92。具有自锁时，h h=0.40.45。5
3、因啮合处有较大的滑动速度，会产生较严重的摩擦磨损，引起发热，使润滑情况恶化，所以蜗轮一般常用青铜等贵重金属制造。第4页/共18页适用范围：由于普通蜗杆传动效率较低，所以一般只适用于传递功率值在5060kW以下的场合。一些高效率的新型蜗杆传动所传递的功率可达500kW，圆周速度可达50m/s。第5页/共18页第二节第二节 蜗杆传动的蜗杆传动的主要参数和主要参数和 几何尺寸几何尺寸第6页/共18页 如图353所示，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为主平面。在主平面上，蜗杆的齿廓与齿条相同，两侧边为直线，夹角2a a40；而蜗轮的齿廓为渐开线，即在主平面内，蜗杆与蜗轮的啮合如同齿条与齿轮的啮合一样
4、。因此，蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计、制造中皆以主平面上的参数和尺寸为基准。普通圆柱蜗杆传动参数已标准化。阿基米德圆柱蜗杆传动（在垂直于蜗杆轴线的剖面中，齿廓线是一条阿基米德螺旋线，故称为阿基米德螺杆）第7页/共18页1.模数 m和压力角 a a 因为在主平面上蜗杆传动相当于齿条与齿轮的啮合，所以，蜗杆的轴向齿距等于蜗轮的端面周节p(图353)，即蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数m相等，蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角a a相等。为了制造方便，把蜗轮的端面模数m及端面压力角a a规定为标准值。圆柱蜗杆传动的标准模数见表321。蜗杆传动标准压力角a a为20。第
5、8页/共18页2螺杆导程角 g g和蜗轮螺旋角 b b 螺杆螺旋线一般用右旋。设螺杆螺旋的导程为S，将蜗杆分度圆上螺旋线展开后,由图3-54所示,可得其导程 S=Pa1z1 mm （3-61）式中Pa1-螺杆的轴向齿距,mm；z1-螺杆头数。第9页/共18页螺杆分度圆柱上的导程角式中 d1-螺杆分度圆直径，mm。蜗杆导程角与传动效率有关，导程角大，效率高；导程角小，可能导致自锁。蜗轮的螺旋角b b与蜗杆的导程角g g应数值相等、旋向相同（图355）。tgg=s/pd1=z1Pa1/d1=z1m/d1（362）第10页/共18页3螺杆分度圆直径 d1与螺杆直径系数 q由于切制蜗轮的滚刀必须与蜗杆
6、的形状相当，为此，对于相同模数的蜗杆，每一种分度圆直径都必须用一把切制蜗轮的滚刀，这样，刀具的数量可能太多。为了减少刀具品种并便于标准化，对于每一个模数其蜗杆分度圆直径d1只规定少数，见表321。螺杆直径系数用q表示，即q=d1/m。第11页/共18页4蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2蜗杆头数一般取z1=14。若要得到大的传动比，可取z11 但当z1减少时，蜗杆的导程角g g也随之减小，传动效率较低。当传递较大功率时，为提高效率，可采用多头蜗杆，一般取z12、3或4。通常蜗杆头数可根据传动比按表322选取。蜗轮齿数 z2，对于动力传动，一般 z2=29-80。z2过小时，蜗轮齿容易发生根切。z2太大
7、时，为使传动尺寸不致过大，往往减少模数，这就导致蜗轮轮齿弯曲强度显著降低。第12页/共18页设计标准蜗杆传动时，一般先选定蜗杆头数 z1和蜗轮齿数 z2，然后按强度计算确定模数 m和蜗杆直径系数 p。当上述主要参数确定后，可根据表323计算出蜗杆、蜗轮的几何尺寸。名称计算公式蜗杆蜗轮分度圆直径d1=mqd2=m z2齿顶高ha=mha=m齿根高hf=1.2mhf=1.2m顶圆直径da1=m(q+2)da2=m(z2+2)根圆直径df1=m(q-2.4)df2=m(z2-2.4)蜗杆轴向齿距pa1蜗轮端面周节pt2pa1=pt2=p=pm径向间隙c=0.20m中心距a=0.5(d1+d2)=0.
8、5m(q+z2)第13页/共18页第八节第八节 几种传动的几种传动的比较比较 第14页/共18页 表325 几种机械传动形式的特点传动形式主要优点主要缺点带传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，传动平稳，噪音小，能缓冲吸振，有过载保护作用，结构简单，成本低，安装要求不高有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短（通常为3500h5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大链传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般
9、为5000h15000h）齿轮传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，圆周速度及功率范围广，应用最广制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音蜗杆传动结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高第15页/共18页 表3-26 几种机械传动的基本特性基本特性V形带传动链传动圆柱齿轮传动蜗杆传动h闭式0.950.970.960.99自锁0.4非自锁0.70.92开式0.900.960.930.960.940.96自锁0.3非自锁0.60.70速度v/(m/s)253020(40)15
10、25(斜齿)(200)vs15(vs35)转速/(r/min)1000050001000030000功率使用范围1000400050000750常用范围75100300050单级(传动比)imin使用值15齿形链15滚子链1010100常用值245835闭式1040开式1560噪音小大大较小寿命短中等长短抗冲击能力良差差中等外廓尺寸大大小小相对价格100%100140165125第16页/共18页思考题思考题1蜗杆传动有哪些特点？2蜗杆传动的基本参数有哪些？3蜗杆传动中有哪些参数为标准值？为什么要规定蜗杆的分度圆直径d1这标准值？4蜗杆的导程角g g和头数z1、轴向齿距pa、模数m之间有何关系？导程角g g的大小对传动效率有何影响？5蜗杆传动的正确啮合条件是什么？6为什么蜗杆传动的效率低？蜗杆传动在什么条件下具有自锁性能？第17页/共18页感谢您的观看！第18页/共18页