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1、第十一章 蝸桿傳動§11-1蝸桿傳動概述§11-2蝸桿傳動的類型§11-3普通蝸桿傳動的參數與尺寸§11-4普通蝸桿傳動的承載能力計算§11-6圓柱蝸桿與蝸輪的結構設計§11-5蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算§11-1蝸桿傳動概述作用:用于傳遞交錯軸之間的回轉運動和動力。通常蝸桿主動、蝸輪從動。∑=90°組成:優(yōu)點:傳動比大、結構緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小、線接觸可傳動較大動力、機構易自鎖。分度機構:i=1000,通常i=8~80缺點:磨損大,效率低、蝸輪齒圈用青銅制造,成本高蝸輪蝸桿類型環(huán)面蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動§11-2蝸桿傳動的類型錐
2、蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動阿基米德蝸桿漸開線蝸桿法向直廓蝸桿錐面包絡圓柱蝸桿阿基米德蝸桿最常用1.正確嚙合條件中間平面:過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。正確嚙合條件是中間平面內參數分別相等:mt2=ma1=m,αt2=αa1=α,γ1=β2取標準值在中間平面內,蝸輪蝸桿相當于齒輪齒條嚙合。一、圓柱蝸桿傳動的主要參數§11-3普通圓柱蝸桿傳動的參數與尺寸αa=20°模數m取標準值,與齒輪模數系列不同。第一系列1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3810,12.5,16,20,25,31.5,40第二系列1.5,
3、3,3.5,4.5,5.56,7,12,14蝸桿模數m值GB10088-882.模數m和壓力角α壓力角:為了限制滾刀數目及便于滾刀標準化,規(guī)定d1只能取標準值。定義:s=e的圓柱稱為蝸桿的分度圓柱。d1d23.蝸桿的分度圓直徑d1es表11-2蝸桿分度圓直徑與其模數的匹配標準系列mmm11.251.62d1182022.42028(18)22.4(28)35.5m2.53.154d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5)m456.3d140(50)71(40)50(63)90(50)63m6.3810d
4、1(80)112(63)80(100)140(71)90…摘自GB10085-88,括號中的數字盡可能不采用稱比值為蝸桿的直徑系數。q=d1/m一般取:q=8~1820q=12.528q=17.51.64.蝸桿頭數z1通常取z1=12465.蝸桿的導程角γ將分度圓柱展開得=z1pa1/πd1=mz1/d1tanγ1=l/πd1=z1/q蝸桿旋向:左旋、右旋(常用)6.傳動比i和齒數比u傳動比z1z2=—n2n1i=—若想得到大i,可取:z1=1,但傳動效率低。對于大功率傳動,可?。簔1=2,或4。蝸輪齒數z2=iz1為避免根切,增大嚙合
5、區(qū)z2≥28一般情況z2≤80z2過大→→蝸桿長度↑→剛度、嚙合精度↓結構尺寸↑=u齒數比7.蝸輪齒數z2表11-1蝸桿頭數z1與蝸輪齒數z2的推薦值傳動比i≈57~1514~3029~82蝸桿頭數z16421蝸輪齒數z229~3129~6129~6129~82a=(d1+d2)/28.蝸桿傳動的標準中心距=m(q+z1)/2二、圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算由蝸桿傳動的功率,以及給定的傳動比i,→z1→z2→強度計算求得m、d1→計算幾何尺寸表11-3普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算名稱計算公式分度圓直徑齒頂高齒根高頂圓直徑根圓直徑蝸桿軸向
6、齒距、蝸輪端面齒距徑向間隙中心距蝸桿蝸輪d1=mqd2=mz2ha=mha=mhf=1.2mhf=1.2mda1=m(q+2)da1=m(q+2)df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)材料蝸輪齒圈采用青銅:減摩、耐磨性、抗膠合。蝸桿采用碳素鋼與合金鋼:表面光潔、硬度高材料牌號選擇高速重載蝸桿:20Cr,20CrMnTi(滲碳淬火56~62HRC)或40Cr、42SiMn、45(表面淬火45~55HRC)一般蝸桿:40、45鋼調質處理(硬度為2
7、20~250HBS)蝸輪材料:vS>12m/s時→ZCuSn10P1錫青銅制造vS<12m/s時→ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅。vS≤6m/s時→ZCuAl10Fe3鋁青銅。vS<2m/s時→球墨鑄鐵、灰鑄鐵?!?1-4普通蝸桿傳動的承載能力計算一、蝸桿傳動的常用材料蝸桿傳動的特點是齒面相對滑動速度大,導致發(fā)熱嚴重和磨損加劇。三、蝸桿傳動的設計準則*蝸桿的剛度計算*蝸輪的齒根彎曲疲勞強度計算*蝸輪的齒面接觸疲勞強度計算為了防止齒面過度磨損引起的失效,應進行*傳動系統的熱平衡計算為了防止蝸桿剛度不足引起的失效,應進行為了防止過熱引起的失
8、效,就要進行二、蝸桿傳動的失效形式主要失效形式:膠合、點蝕、磨損。四、圓柱蝸桿傳動的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1ω2法向力可分解為三個分力:圓周力Ft軸向力Fa徑向力Fr且有如下關系:Ft1