机械设计基础第6章 蜗杆传动教学课件.pptx
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1、机械设计基础第6章 蜗杆传动教学课件机 械 设 计 基 础第 6 章蜗 杆 传 动学习要求理解蜗杆传动的特点与类型、效率与润滑,掌握蜗杆传动的基本参数、几何尺寸计算、蜗杆与蜗轮材料的选择、蜗杆传动受力分析与工作能力计算等。6.1蜗杆传动的特点和类型PPT模板下载: 蜗杆传动的特点和类型6.1.1 6.1.1 蜗杆传动的组成与蜗杆传动的组成与特点特点蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,如图6-1所示。它用于传递交错轴之间的回转运动和动力,通常两轴交错角为90。传动中一般蜗杆是主动件,蜗轮是从动件。蜗杆传动广泛应用于各种机器和仪器中,其传递的最大功率可达750kW,通常在50kW 以下。PPT模板下载: 蜗
2、杆传动的特点和类型6.1.2 6.1.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型按形状不同,蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动,如图6-2所示。圆柱蜗杆传动又可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动两类。在普通圆柱蜗杆传动中,蜗杆包括阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆。阿基米德蜗杆的齿形在包含轴线的截面内为侧边呈直线的齿条,而在垂直于蜗杆轴线的截面内为阿基米德螺旋线,其加工工艺性好,生产率高,在机械传动中应用广泛。PPT模板下载: 蜗杆传动的特点和类型6.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸PPT模板下载: 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.2.1 6.2.1 蜗杆传动的主要蜗杆传动的
3、主要参数参数1.模数和压力角模数和压力角如图6-3所示,通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面,称为中间平面。显然,中间平面是蜗杆的轴面,是蜗轮的端面。由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀,按展成原理切制轮齿的,因而在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。PPT模板下载: 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.2.1 6.2.1 蜗杆传动的主要参数蜗杆传动的主要参数2.蜗杆头数蜗杆头数z1、蜗轮齿数、蜗轮齿数z2 及传动比及传动比i12在一个导程PL 中,螺旋线的条数即为蜗杆的头数z1,z1 一般可取110,推荐z1 取1、2、4、6。z1=1和z1=2分别称为单头蜗杆和双头蜗杆
4、,z13称为多头蜗杆。当要求传动比较大或反行程自锁时,z1 取小些;当要求传动效率高时,z1 取大些。蜗轮齿数z2 按传动比计算而得。对于动力传动,一般推荐z2 取2970。这是考虑z2过小,会发生根切,且传动不平稳;z2 过大,会导致结构尺寸过大,蜗杆长度过长,蜗杆的刚度降低。PPT模板下载: 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.2.1 6.2.1 蜗杆传动的主要参数蜗杆传动的主要参数3.蜗杆导程角蜗杆导程角和蜗轮螺旋角和蜗轮螺旋角蜗杆与螺杆相似,也有左旋和右旋之分,但通常右旋较多。蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线与蜗杆端平面所夹的锐角称为导程角。图6-4为蜗杆分度圆柱及其展开图,导程P
5、L=z1Px=z1m,则式中,Px 为蜗杆轴面齿距,mm,即在蜗杆分度圆母线上度量的两相邻螺旋之间的轴向距离。导程角越大,蜗杆传动效率越高,但蜗杆加工困难;反之,导程角越小,蜗杆传动效率越低,但其自锁性越好。PPT模板下载: 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.2.1 6.2.1 蜗杆传动的主要参数蜗杆传动的主要参数4.蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1 及直径系数及直径系数q由式(6-3)可得,蜗杆分度圆直径为由式(6-5)可知,蜗杆的分度圆直径除了与模数m、头数z1 有关外,还与蜗杆导程角有关。即对于m、z1 相同而不同的蜗杆,其d1 也不相同,而蜗轮是用与相配对的蜗杆同参数的蜗轮滚刀加
6、工的,所以切制蜗轮的刀具分度圆直径也不同。为了限制蜗轮滚刀的数量,国家标准规定将蜗杆的分度圆直径标准化,且与模数、头数相匹配。PPT模板下载: 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.2.2 6.2.2 蜗杆传动几何尺寸的计算蜗杆传动几何尺寸的计算蜗杆传动几何尺寸的计算公式与齿轮传动基本相同,见表6-3。设计蜗杆传动时,一般是先根据传动功用和传动比要求选取蜗杆头数z1 与蜗轮齿数z2,再按强度计算确定中心距a和模数m,最后,按表6-3计算相关尺寸。6.3蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算PPT模板下载: 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算6.3.1 6.3.1 相对相对滑动速度滑动速度蜗杆传动即使
7、在节点P 处啮合,齿面之间也存在较大的相对滑动,相对滑动速度vs 沿着齿面螺旋线的方向,如图6-5所示。设v1 和v2 分别为蜗杆和蜗轮在节点的圆周速度,因为蜗杆和蜗轮轴错角为90,所以相对滑动速度为PPT模板下载: 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算6.3.2 6.3.2 传动效率传动效率与齿轮传动类似,闭式蜗杆传动的效率包括三个部分,即轮齿啮合的效率1、轴承效率2 和浸入油池零件的搅油阻力的效率3,因此蜗杆传动的效率为式中,当蜗杆主动时,23=0.950.97;1 可依据螺旋传动的效率公式 求 得,其中为蜗杆传动的当量摩擦角,=arctanf。当量摩擦系数f主要与蜗杆副材料、表面状况及相对滑
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