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第十一章蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动概述
§11-2 蜗杆传动的类型
§11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸
§11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算
§11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡
§11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计
蜗杆传动概述
蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。
蜗杆传动概述
蜗杆传动的主要特点有:
,一般为i=5~80,大的可达300以上;
,传动平稳,噪声低;
,磨损是主要的失效形式;
,具有自锁性时,效率通常低于50%。
由于上述特点,蜗杆传动主要用于运动传递,而在动力传输中的应用受到限制。
随着加工工艺技术的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现,蜗杆传动的优点得到进一步的发扬,而其缺点得到较好地克服。因此蜗杆传动已普遍应用于各类运动与动力传动装置中。
(虚拟现实中的蜗杆传动)
其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。
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
蜗杆传动的类型
蜗杆传动的类型
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形
的车刀切制而成的。
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面,这种蜗杆同时啮合齿数多,传动平稳;齿面利于润滑油膜形成,传动效率较高;
同时啮合齿数多,重合度大;传动比范围大(10~360);承载能力和效率较高;可节约有色金属。
普通蜗杆传动的参数与尺寸1
普通蜗杆传动的参数与尺寸
一、模数m和压力角a
蜗杆与蜗轮啮合时,蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、
压力角相等,即 ma1= mt2 = m
aa1= at2
二、蜗杆的分度圆直径d1
由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的,为了限制
滚刀的数目,国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆
直径d1。直径d1与模数m的比值(q= d1/m)称为蜗杆的直径系数。
三、蜗杆的头数z1
较少的蜗杆头数(如:单头蜗杆)可以实现较大的传动比,但传动效
率较低;蜗杆头数越多,传动效率越高,但蜗杆头数过多时不易加工。通
常蜗杆头数取为1、2、4、6。(蜗杆头数与传动效率关系)
详细内容
普通蜗杆传动的参数与尺寸2
普通蜗杆传动的参数与尺寸
四、导程角g
在m和d1为标准值时,z1↑→g↑
五、传动比 i
六、蜗轮齿数z2
蜗轮齿数主要取决于传动比,即z2= i z1 。 z2不宜太小(如z2<26),否则将使传动平稳性变差。 z2也不宜太大,否则在模数一定时,蜗轮直径将增大,从而使相啮合的蜗杆支承间距加大,降低蜗杆的弯曲刚度。
(Z1与Z2的荐用值表)
七、中心距
正确啮合时,蜗轮蜗杆螺旋线方向
相同,且g1=b2
普通蜗杆传动的承载能力计算1
普通蜗杆传动的承载能力计算
一、蜗杆传动的失效形式
蜗杆传动的主要问题是摩擦磨损严重,这是设计中要解决的主要问题。
蜗轮磨损、系统过热、蜗杆刚度不足是主要的失效形式。
二、蜗杆传动的常用材料
三、蜗杆传动的设计准则
蜗杆的刚度计算──防止蜗杆刚度不足引起的失效。
蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算
蜗轮的齿面接触疲劳强度计算
──
防止齿面过度磨损引起的失效。
传动系统的热平衡计算──防止过热引起的失效。
为了减摩,通常蜗杆用钢材,蜗轮用有色金属(铜合金、铝合金)。
高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火,或45钢、40Cr淬火。
低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮常用材料有:铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
普通蜗杆传动的承载能力计算2
普通蜗杆传动的承载能力计算
四、蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同,轮齿在受到法向载荷Fn的情况下,可分解出径向载荷Fr、周向载荷Ft、轴向载荷Fa。
蜗杆传动受力方向判断
五、蜗杆传动强度计算
在不计摩擦力时,有以下关系:
普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡1
普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡
一、蜗杆传动的效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率;
h2─计及轴承摩擦损耗的效率;
h3─计及溅油损耗的效率;
h1是对总效率影响最大的因素,可由下式确定:
所以 z1↑→g↑→h↑
效率与蜗杆头数的大致关系为:
蜗杆头数 1 2 4 6
总效率
式中:g -蜗杆的导程角;
v-当量摩擦角。
普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡2
普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡
二、蜗杆传动的润滑