,机械设计,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,机械设计,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,机械设计,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,机械设计,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,用于空间交错轴间的传动，通常=90,第四章 蜗杆传动设计,一、蜗杆传动的特点,4-1 概述,从运动关系看，相当于螺杆与螺母运动,传动比大，i=1080，故构造紧凑；,传动平稳，噪声小；,摩擦发热大、传动效率低；,可实现自锁；,制造本钱较高(蜗轮常用青铜合金制造),Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计概述,按蜗杆外形分,圆柱蜗杆传动,二、蜗杆传动的类型,环面蜗杆传动,锥面蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,本章主要讨论圆柱蜗杆传动的设计,圆弧圆柱蜗杆,圆柱蜗杆,环面蜗杆,锥面蜗杆,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计概述,1、普通圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆传动ZA,渐开线蜗杆传动ZI,法向直齿廓蜗杆传动ZN,锥面包络蜗杆传动ZK,蜗杆用直母线刀刃车制,车刀切削平面经过蜗杆轴线，横截面内齿廓为阿基米德螺旋线,用盘铣刀加工蜗杆。铣刀放置在齿槽的法面内，各剖面齿廓均为曲线,车刀切削平面与基圆相切，横截面内齿廓为渐开线,车刀切削平面位于螺旋面的法面上，适宜于大导程角的蜗杆加工,蜗轮用滚刀滚制,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计概述,2、圆弧圆柱蜗杆传动ZC型,用圆弧刃车刀车削,用环面砂轮磨削,轴向剖面内蜗杆齿廓呈凹弧形，而蜗轮齿廓呈凸弧形，承载才干较普通型高50150%，传动效率达90%,目前正推行运用,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计概述,三、蜗杆传动类型的选择,1、载荷较小、精度要求较低、不重要的场所,可选阿基米德蜗杆传动不易磨削，难获高精度,2、载荷大、精度要求高、速度高的重要场所,可选圆弧圆柱蜗杆传动,3、精度较高、速度较高、蜗杆头数较多、加工工艺简单,可选渐开线、法向直廓或锥面包络蜗杆传动,4、要求传动效率高、蜗杆不磨削的大功率传动,可选环面蜗杆传动,5、要求自锁的低速、轻载传动,可选阿基米德蜗杆传动,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,蜗杆,蜗轮,第四章 蜗杆传动设计主要参数,4-2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸,一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数以 ZA 蜗杆传动为例,模数 m 和压力角,中间平面 包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面,蜗轮滚刀的几何参数与相配蜗杆的几何参数一样,在中间平面内相当于齿条与齿轮的啮合,对于蜗杆：中间平面是轴面对于蜗轮：中间平面是端面,对于阿基米德蜗杆传动，定义中间平面内的模数和压力角为规范值,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,Created with Aspose.,计算载荷：KA T2=i KAT1,d1=mnz1/cos,增大散热系数 Kt 2028,5 Client Profile 5.,2、圆弧圆柱蜗杆传动ZC型,Created with Aspose.,10 12.,蜗杆头数与传动效率的关系；,自 锁 时，1，,要求自锁或传动比大时取 z1=1,n1,起吊安装,要求反行程自锁,n2,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,蜗轮齿数 z2=i z1,常取 z2=32 63,=28 80,提高运动平稳性,防止蜗杆轴过长而刚度缺乏,齿面间相对滑动速度 vs,由此可见，vs v1、v2,所以蜗杆传动摩擦损失大，效率低。,v1,v2,vs,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,蜗杆传动的变位及蜗轮变位系数2,目的：凑中心距 a 或 凑传动比 i。,特点：只对蜗轮进展变位，蜗杆不变位；,变位后，d2d2，而 d1d1,凑中心距的变位a 改动，z2 不变：,例：m4 mm，a124 mm，需凑规范中心距 125 mm。,几种变位情况,变位后,蜗轮变位系数,a 变位前中心距,a 变位后中心距,m 模数,变位量,滚刀远离蜗轮中心,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,凑传动比的变位a a，z2z2：,蜗轮齿数：变位前是 z2，变位后是 z2,要求：,故：,留意：,变位前：,变位后：,例：知 z14，z239，要求 i 10。,2 太大，齿顶会变尖；太小，那么会产生根切,改动蜗轮齿数，使 i 符合引荐值,取 z240，那么,滚刀接近蜗轮中心,先改动传动比，再凑中心距,普通圆柱蜗杆传动：2 1+1,故最多改动两个齿,常取：2 0.7+0.7,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,喉圆直径(同齿轮齿顶圆),顶圆直径,二、普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算,根本尺寸与齿轮传动类似，计算公式见表 42,(1)蜗轮的2个圆,(2)蜗轮轮缘宽度B,(3)蜗杆螺纹部分的长度b1,蜗杆,蜗轮,m,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,阿基米德蜗杆传动与齿轮传动的区别：,传动比 i,齿轮传动,蜗杆传动,i=d2/d1,i d2/d1,m、,法面为规范值,中间平面为规范值,1=-2,=,旋向一样,d1,d1=mnz1/cos,d1=mq,且为规范值,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计主要参数,三、圆弧圆柱蜗杆传动的主要参数,蜗杆轴向截面齿廓为内凹圆弧形,轴向模数 m、蜗杆分度圆直径 d1 为规范值,2、齿廓圆弧半径,1、齿形角0,引荐02024，常取023,引荐55.5m,z112时，取5m；z14时，取5.5m,3、蜗轮变位系数2,引荐2 0.71.2，,应使21.5，以免齿顶变尖,几何尺寸计算与普通圆柱蜗杆传动相仿，详见表 42,2 的计算方法同普通圆柱蜗杆传动,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计失效方式,4-3 蜗杆传动的失效方式、设计准那么和资料,一、失效方式及设计准那么,齿面点蚀,蜗轮资料为锡青铜时，,此种资料强度稍低,齿面胶合,蜗轮资料为铝铁青铜或铸铁时,齿面磨损,开式传动或光滑不良,轮齿折断,蜗轮齿数过多或剧烈冲击载荷,由于蜗轮资料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上,对于闭式蜗杆传动，其承载才干主要取决于接触强度,设计准那么：,闭式蜗杆传动，按齿面接触疲劳强度设计，,并进展热平衡计算防止胶合；,z2 80或剧烈冲击载荷时校核弯曲强度,对于蜗杆，主要是防止蜗杆轴发生过大的的弹性变形,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计资料及热处置,二、资料选择及热处置,资料组合要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度,碳 钢 45钢,蜗 杆,合金钢 20Cr、20CrMnTi、40Cr,铸锡磷青铜 ZCuSn10P1 适宜高速,蜗 轮,铸铝铁青铜 ZCuAl10Fe3 中速重载,灰铸铁 HT200 低速轻载,减摩性好,蜗杆为细长轴零件，选材时应保证足够的强度和刚度,45钢、40Cr 调质(350HBS)或外表淬火(4555HRC),20Cr、20CrMnTi 渗碳淬火(5863HRC),Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2021 Aspose Pty Ltd.,第四章 蜗杆传动设计许用应力,三、许用应力,1、许用接触应力HP,主要失效方式是蜗轮齿面点蚀,蜗轮为锡青铜时,寿命系数,应力循环次数,承载才干取决于蜗轮的齿面接触疲劳强度,根本许用应力,当 N 25107 时，取 N25107,蜗轮转速(r/min),预期任务时间,硬齿面磨削蜗杆HP 提高20,Evaluation only.,Created with A