机械设计基础12蜗杆传动

1、蜗杆传动的特点和类型 圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的强度计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,第十二章 蜗杆传动 p.189,12-1 蜗杆传动的特点和类型,(一)蜗杆传动的类型:,取决于蜗杆,(二)蜗杆传动的特点:,优点:,缺点:,1.很大，一般880, 分度1000 2. 传动平稳, 噪音低 3.可自锁, 结构紧凑,1.s大效率低, 发热大可自锁时50 2.需贵重金属价高 3.不宜用于大功率长期工作,10-2 圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算,轴交角90轴线垂直以中间平面 参数为准,1.中间平面,(一)主要参数,(

2、一)几何尺寸计算,过蜗杆轴线并垂直于 蜗轮轴线的平面,2.传动比i , 蜗杆头数Z1, 蜗轮齿数Z2 3.蜗杆分度圆直径1 ; 直径系数q ; 导程角 4.齿面间滑动速度Vs: 5.中心距,正确啮合条件:,a1t2 a1 t2 ,旋向相同,传动比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,结构过大蜗杆刚度Z280,效率高, 加工难度大,自锁性好, 效率低,Z226,2.传动比i , 蜗杆头数Z1, 蜗轮齿数Z2, 11 Z1 / q (12-2) 直径系数 q=d1/m

3、,为减少滚刀的规格数量1定为标准值 1与搭配 表12-1 p.191,4.齿面间滑动速度Vs:,22 1 =mq 1,V1：蜗杆的圆周速度 V2：蜗轮的圆周速度,3.蜗杆分度圆直径1 ; 直径系数q ; 导程角,(二)几何尺寸计算,表(12-3) p.193 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 :,闭式 开式 胶合、 点蚀、 磨损,蜗轮轮齿上(结构、材料),(一) 蜗杆传动的失效形式 p.194,蜗轮,非锡青铜、,锡青铜,(二)蜗杆、蜗轮的材料,(三)蜗杆、蜗轮的结构,10

4、-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构,(二)蜗杆、蜗轮的材料,1.对材料的要求： 2.蜗杆的材料 ,最好淬火钢(低碳钢渗碳淬火;中碳钢表面淬火) 其余调质钢低速、人力传动、铸铁蜗轮,减摩、耐磨、抗胶合,3.蜗轮的材料 p.194,最好锡青铜 ZCuSn10p1(10-1) ZCuSn5PbZn5(5-5-5) 其余铝青铜、灰铸铁、尼龙,减摩、抗胶合、抗点蚀,碳素钢、合金钢,蜗杆的结构通常为整体式,蜗轮的结构通常为组合式,整体式,齿圈式,螺栓联接式,浇铸式,(三) 蜗杆、蜗轮的结构,蜗杆三个分力：Fr1, Ft1, Fa1,蜗轮三个分力：Fr2, Ft2, Fa2,1. 蜗杆、蜗轮旋向相同,2.

5、 作用力的大小(将Fn分解),12-4 蜗杆传动的受力分析 P.195,右,Fr1,Fr2,Fr1,Fr2,Ft2,Fa1,Ft1,Fa2,Ft1,Fa1,Ft2,Fa2,右,4. 蜗轮的转向,与Fa 1 反向,3.作用力的方向(示意图）,作业：P202 12-1、12-3: (2)各轮轴向力的方向各轮作用力的方向。,主要内容：圆柱蜗杆传动的几何参数、尺寸计算及蜗杆传动的受力分析,二.蜗轮齿面接触强度计算,12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算: P.196,主要失效形式: 胶合、磨损、点蚀 仿斜齿轮强度计算齿面接触强度计算,1.计算齿面接触强度 (当冲击大、脆性材料 (才折断 ) 弯曲强度) 2.

6、只计算蜗轮的强度 3.考虑胶合热平衡计算,(一)强度计算依据:,(二)蜗轮齿面接触强度计算 P.188, 许用接触应力Mpa 蜗轮锡青铜(点蚀 ) 接触强度计算表(12-4) 非锡青铜(胶合) 条件性计算表(12-5),校核公式,Mpa (12-8),设计 公式,mm3 (12-9),K=1.11.3载荷系数; d1蜗杆分度圆直径mm d 2蜗轮分度圆直径mm ; Z2蜗轮的齿数 T2蜗轮上的转矩 Nmm,(二) 蜗杆传动的润滑 (三)蜗杆传动的热平衡计算,10-6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,VS大,摩擦、磨损大发热大、效率低,1 啮合效率 2、 3 轴承及搅油效率 ; 导程角 ;,(12-13),当量摩擦系数,当量摩擦角,(一)蜗杆传动的效率: p.200,当自锁50 当振动大时摩擦自锁 不可靠另加制动装置,(二) 蜗杆传动的润滑,油池润滑: Vs510m/s V14m/s上置式喷油润滑: Vs1015m/s,表12-9 p.201,润滑方式,润滑油牌号,L-CKE 或 L-CKE/P,(三) 蜗杆传动的热平衡计算: p.200,Vs大效率低、发热大要求散热及时, 否则磨损胶合热平衡计算,单位时间发热量 同时间散热量,11000P1(1) W 2tA (t - t0) W,(12-13),1.计算公式:,1 2