高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件.ppt

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1、11.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)11.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸11.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式及材料選擇11.4蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算11.5蝸桿傳動(dòng)的效率與熱平衡計(jì)算第11章蝸桿傳動(dòng)11.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)用來(lái)傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，一般兩軸交角為90°，如圖11-1所示。蝸桿傳動(dòng)由蝸桿與蝸輪組成。一般為蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)，具有自鎖性，作減速運(yùn)動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用與各種機(jī)械和儀器設(shè)備之中。圖11-1蝸桿傳動(dòng)11.1.1蝸桿傳動(dòng)的類型圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)11.1.2蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1、蝸桿傳

2、動(dòng)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大。一般傳動(dòng)比i=10-40，最大可達(dá)80。若只傳遞運(yùn)動(dòng)（如分度運(yùn)動(dòng)），其傳動(dòng)比可達(dá)1000。2、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小。3、可制成具有自鎖性的蝸桿。4、蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率較低。5、蝸輪的造價(jià)較高。蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用11.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸11.2.1蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇規(guī)定通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。1.模數(shù)和壓力角蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)系為標(biāo)準(zhǔn)。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當(dāng)于漸開(kāi)線齒輪與齒條的嚙合。2.蝸桿分度圓直

3、徑d1及蝸桿直徑系數(shù)q3.蝸桿分度圓螺旋導(dǎo)程角Z1、q已知時(shí)，導(dǎo)程角即為定值。4.蝸桿的頭數(shù)Z1和蝸輪的齒數(shù)Z2可參考表。5.蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比ii=n1/n2=Z2/Z16.蝸桿傳動(dòng)的中心距aa=(d1+d2)/2=m(q+Z2)/2名稱符號(hào)說(shuō)明模數(shù)m1）m的大小由強(qiáng)度計(jì)算確定，并按GB（表2）取標(biāo)準(zhǔn)值2）蝸桿軸向模數(shù)ma1=蝸輪端面模數(shù)mt2=模數(shù)m壓力角α1）α的標(biāo)準(zhǔn)值是20°，動(dòng)力傳動(dòng)允許25°，分度傳動(dòng)允許15°或12°2）ZA蝸桿軸向壓力角αa=α；ZA、ZI、ZK蝸桿法向壓力角αn=α蝸桿直徑系數(shù)q1）是一

4、個(gè)將蝸桿分度圓直徑d1限制為標(biāo)準(zhǔn)值的參數(shù)：q=d1/m，其值見(jiàn)表22）引入該參數(shù)是為了限制切制蝸輪時(shí)所需要的滾刀數(shù)目，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。蝸桿頭數(shù)z1通常取z1=1、2、4、6，頭數(shù)過(guò)多，導(dǎo)程角過(guò)大會(huì)使加工困難。蝸輪齒數(shù)z2為了保證始終有兩對(duì)以上齒嚙合，通常規(guī)定z2>28,以增加傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)比i121）i12=n1/n2=z2/z1=d2/（mz1）=（2a-d1）/（mz1）=（2a/m-q）/z12）減速傳動(dòng)時(shí)常用i=15~50，薦用的蝸桿頭數(shù)與傳動(dòng)比之間的對(duì)應(yīng)值見(jiàn)表1齒數(shù)比uu=蝸輪齒數(shù)z2/蝸桿頭數(shù)z1，減

5、速傳動(dòng)時(shí)u=i名稱符號(hào)說(shuō)明模數(shù)m1）m的大小由強(qiáng)度計(jì)算確定，并按GB（表2）取標(biāo)準(zhǔn)值2）蝸桿軸向模數(shù)ma1=蝸輪端面模數(shù)mt2=模數(shù)m壓力角α1）α的標(biāo)準(zhǔn)值是20°，動(dòng)力傳動(dòng)允許25°，分度傳動(dòng)允許15°或12°2）ZA蝸桿軸向壓力角αa=α；ZA、ZI、ZK蝸桿法向壓力角αn=α蝸桿直徑系數(shù)q1）是一個(gè)將蝸桿分度圓直徑d1限制為標(biāo)準(zhǔn)值的參數(shù)：q=d1/m，其值見(jiàn)表22）引入該參數(shù)是為了限制切制蝸輪時(shí)所需要的滾刀數(shù)目，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。蝸桿頭數(shù)z1通常取z1=1、2、4、6，頭數(shù)過(guò)多，導(dǎo)程角過(guò)大會(huì)使加工困難。蝸輪齒數(shù)

6、z2為了保證始終有兩對(duì)以上齒嚙合，通常規(guī)定z2>28,以增加傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)比i121）i12=n1/n2=z2/z1=d2/（mz1）=（2a-d1）/（mz1）=（2a/m-q）/z12）減速傳動(dòng)時(shí)常用i=15~50，薦用的蝸桿頭數(shù)與傳動(dòng)比之間的對(duì)應(yīng)值見(jiàn)表1齒數(shù)比uu=蝸輪齒數(shù)z2/蝸桿頭數(shù)z1，減速傳動(dòng)時(shí)u=i11.2.2蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算11.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式及材料選擇11.3.1、蝸桿傳動(dòng)的失效形式蝸桿傳動(dòng)的失效形式和齒輪傳動(dòng)相類似。由于材料和結(jié)構(gòu)的原因,蝸桿螺旋部分的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度,所

7、以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。蝸輪傳動(dòng)中由于蝸桿與蝸輪齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大,效率低,摩擦發(fā)熱大,因此其主要失效形式是蝸輪齒面的膠合、點(diǎn)蝕和磨損。表11-1蝸桿、蝸輪配對(duì)材料表11-2鑄錫青銅蝸輪許用應(yīng)力［σH］表11-3鑄鋁青銅及鑄鐵蝸輪許用應(yīng)力［σH］11.3.2、常用材料由蝸桿傳動(dòng)的失效分析可知,蝸桿、蝸輪的材料要具有優(yōu)良的減摩性、耐磨性和抗膠合性能,并具有足夠的強(qiáng)度。常用的蝸輪材料有:鑄錫青銅ZCuSn10P1和ZCuSn5Pb5Zn5,適用于滑動(dòng)速度較高的重要傳動(dòng)；鑄鋁青銅ZCuAl9Fe4Ni4Mn2和ZC

8、uAl10Fe3,其抗膠合能力雖比錫青銅差,但強(qiáng)度較高,價(jià)格便宜,一般用于滑動(dòng)速度小于10m/s的場(chǎng)合；滑動(dòng)速度小于2m/s時(shí),可用灰鑄鐵。蝸桿材料主要為碳鋼和合金鋼。為了防止變形,常對(duì)蝸輪進(jìn)行時(shí)效處理。常用的蝸桿、蝸輪配對(duì)材料見(jiàn)表11-1。蝸輪常用材料的許用接觸應(yīng)力見(jiàn)表11-2和表11-3。11.4蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算11.4.1蝸桿傳動(dòng)的受力