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1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) 8-1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型 8-2 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 8-3 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 8-4 蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算 8-5 熱平衡熱平衡一、蝸桿傳動(dòng)及其特點(diǎn)一、蝸桿傳動(dòng)及其特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)2 2 特點(diǎn)特點(diǎn)傳動(dòng)比大：一般傳動(dòng)傳動(dòng)比大：一般傳動(dòng) i i=7=7 80;80;分度機(jī)構(gòu)可達(dá)分度機(jī)構(gòu)可達(dá)10001000結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小效率低效率低成本高成本高1 1 組成和應(yīng)用組成和應(yīng)用通常二軸交角通常二軸交角 9090蝸桿主動(dòng)，蝸輪從動(dòng)蝸桿主動(dòng)，蝸輪從動(dòng)蝸桿蝸
2、桿蝸輪蝸輪8-1 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型動(dòng)畫動(dòng)畫二、蝸桿傳動(dòng)的類型二、蝸桿傳動(dòng)的類型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿錐蝸桿 按蝸桿整體形狀分：按蝸桿整體形狀分：圓柱蝸桿圓柱蝸桿圓柱蝸桿圓柱蝸桿機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)漸開線蝸桿漸開線蝸桿(ZI(ZI蝸桿蝸桿)法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN(ZN蝸桿蝸桿)錐面包絡(luò)蝸桿錐面包絡(luò)蝸桿(ZK(ZK蝸桿蝸桿)圓弧面蝸桿圓弧面蝸桿(ZC(ZC蝸桿蝸桿)按螺旋面形狀分按螺旋面形狀分阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA(ZA蠅桿蠅桿)2軸面呈齒條（直廓）阿基米德螺旋線刃面過軸面漸開線dbIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII凸廓直廓刃面切于基圓柱面
3、凸廓一、正確嚙合條件一、正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)正確嚙合條件：正確嚙合條件：mxmx1 1=mt=mt2 2=m =m x x1 1=t t2 2=1 1=2 2;旋向相同旋向相同,即蝸桿、蝸輪同為左旋，或同為右旋即蝸桿、蝸輪同為左旋，或同為右旋;主平面主平面(中間平面中間平面):):通過蝸桿軸線并垂直與蝸輪軸線的平面通過蝸桿軸線并垂直與蝸輪軸線的平面;1b2b2fd2ad2d2cd1d1fd1ada8-2 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸嚙合特點(diǎn)嚙合特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算上，按主平面的參數(shù)仿照齒輪進(jìn)行計(jì)算幾何尺寸計(jì)算上，按主平面的參數(shù)仿照齒輪進(jìn)行計(jì)算受力上，與斜齒輪相似
4、受力上，與斜齒輪相似;從整體看，蝸桿蝸從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對(duì)運(yùn)輪齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)類似于螺旋傳動(dòng)動(dòng)類似于螺旋傳動(dòng);從主平面看，蝸桿從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形，嚙開線齒輪齒形，嚙合傳動(dòng)類似于齒輪合傳動(dòng)類似于齒輪齒條運(yùn)動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng);d1Bpda2a2da2d2df 2Ldf1da1hahfh1 1 模數(shù)模數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)mx1=mt2=m從主平面看，蝸從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪形是漸開線齒輪齒形齒形嚙合傳動(dòng)類似于嚙合傳動(dòng)類似于齒輪齒條運(yùn)動(dòng)齒輪齒條運(yùn)動(dòng)d1p二、主要
5、參數(shù)及幾何尺寸二、主要參數(shù)及幾何尺寸2 2 壓力角壓力角機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)GB/T 10088-88GB/T 10088-88規(guī)定：規(guī)定：阿基米德蝸桿：阿基米德蝸桿：a=20a=20動(dòng)力傳動(dòng)：動(dòng)力傳動(dòng)：a=25 a=25分度傳動(dòng)：分度傳動(dòng)：a=12a=12、1515從主平面看，蝸桿從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形開線齒輪齒形嚙合傳動(dòng)類似于齒嚙合傳動(dòng)類似于齒輪齒條運(yùn)動(dòng)輪齒條運(yùn)動(dòng)d1Bp23 3 導(dǎo)程角導(dǎo)程角機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)根據(jù)正確嚙合條件，根據(jù)正確嚙合條件，1 1=2 2（蝸輪的螺旋角）（蝸輪的螺旋角）從整體看，蝸桿蝸輪從整體
6、看，蝸桿蝸輪齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)類齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)類似于螺旋傳動(dòng)似于螺旋傳動(dòng)蝸桿的導(dǎo)程角相當(dāng)于蝸桿的導(dǎo)程角相當(dāng)于螺紋的螺旋升角螺紋的螺旋升角pz1pz1pd1111111tandmzdmzdpz 4 4 分度圓直徑分度圓直徑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)蝸輪分度圓直徑同齒輪蝸輪分度圓直徑同齒輪d d2 2=mz=mz2 2蝸桿分度圓標(biāo)準(zhǔn)化，蝸桿分度圓標(biāo)準(zhǔn)化，以限制刀具數(shù)以限制刀具數(shù)d d1 1與模數(shù)相匹配與模數(shù)相匹配d1Bpa2da2d2df 2df1da1hahfhda25 5 中心距中心距機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)反映功率大小反映功率大小2121)(21rrdda ad1Bpde22da2d2df 2df
7、1da1hahfh6 6 蝸桿尺寸計(jì)算公式蝸桿尺寸計(jì)算公式 8-3 蝸桿、蝸輪的失效形式及選材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)一、失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1 1 失效形式失效形式失效：膠合、磨損、點(diǎn)蝕、齒根折斷失效：膠合、磨損、點(diǎn)蝕、齒根折斷蝸輪輪齒蝸輪輪齒;開式齒輪傳動(dòng)：齒面磨損、輪齒折斷開式齒輪傳動(dòng)：齒面磨損、輪齒折斷;閉式齒輪傳動(dòng)：齒面膠合、點(diǎn)蝕閉式齒輪傳動(dòng)：齒面膠合、點(diǎn)蝕;由于蝸輪材料強(qiáng)度低，失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上由于蝸輪材料強(qiáng)度低，失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上;2 2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要考慮蝸輪主要考慮蝸輪開式齒輪傳動(dòng)：開式齒輪傳動(dòng)：齒面磨損、輪齒折斷齒面磨損、輪齒折斷保證齒根
8、疲勞強(qiáng)度保證齒根疲勞強(qiáng)度閉式齒輪傳動(dòng)：閉式齒輪傳動(dòng)：齒面膠合、點(diǎn)蝕齒面膠合、點(diǎn)蝕按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒根疲勞強(qiáng)度校核按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒根疲勞強(qiáng)度校核另外，還應(yīng)作熱平衡計(jì)算另外，還應(yīng)作熱平衡計(jì)算材料要求：材料要求：減摩性好、耐磨、抗膠合、足夠的強(qiáng)度減摩性好、耐磨、抗膠合、足夠的強(qiáng)度;1 1 蝸桿的材料蝸桿的材料高的強(qiáng)度、剛度及光潔度高的強(qiáng)度、剛度及光潔度;碳碳 鋼鋼 45 45號(hào)鋼號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)或淬火調(diào)質(zhì)或淬火;合金鋼合金鋼 20Cr 20Cr、20CrMnTi(20CrMnTi(滲碳淬火滲碳淬火)、40Cr(40Cr(表面淬火表面淬火););2 2 蝸輪的材料蝸輪的材料 減摩、抗膠合、
9、抗點(diǎn)蝕減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕;鑄錫青銅鑄錫青銅 ZCuSn10P1 ZCuSn10P1 適合高速適合高速;鑄鋁青銅鑄鋁青銅 ZCuAl9Fe3 ZCuAl9Fe3 低速重載低速重載;灰鑄鐵灰鑄鐵 HT200 HT200 低速輕載低速輕載;機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)二、選材二、選材三、蝸桿結(jié)構(gòu)三、蝸桿結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)通常為整體式通常為整體式蝸桿軸蝸桿軸四、蝸輪結(jié)構(gòu)四、蝸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)通常為組合式通常為組合式一、受力分析一、受力分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)作用力的大小：作用力的大?。菏芰Ψ治鲱愃菩饼X傳動(dòng)受力分析類似斜齒傳動(dòng);蝸桿、蝸輪旋向相同蝸桿、蝸輪旋向相同;蝸桿三個(gè)分力：蝸桿三
10、個(gè)分力：F Fr1r1,F,Ft1t1,F,Fa1a1蝸輪三個(gè)分力：蝸輪三個(gè)分力：F Fr2r2,F,Ft2t2,F,Fa2a2Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2 tgFFFtrr221 11212dTFFat 22212dTFFta mmNnPTiT 32112109550 8-4 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算徑向力徑向力的判斷方法：指向各自圓心的判斷方法：指向各自圓心;圓周力圓周力的判斷方法：利用轉(zhuǎn)向判斷的判斷方法：利用轉(zhuǎn)向判斷;軸向力軸向力的判斷方法：的判斷方法：蝸桿左、右手方法蝸桿左、右
11、手方法:主動(dòng)輪為右旋，握主動(dòng)輪為右旋，握緊右手，四指彎曲方向表示主動(dòng)輪的回緊右手，四指彎曲方向表示主動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向，拇指的指向即為作用在主動(dòng)輪轉(zhuǎn)方向，拇指的指向即為作用在主動(dòng)輪上軸向力的方向；若主動(dòng)輪為左旋，用上軸向力的方向；若主動(dòng)輪為左旋，用左手左手;作用力的方向作用力的方向機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)向：蝸輪的轉(zhuǎn)向：與與F Fa1a1反向反向;Ft1Fa2Ft1Fa2Ft1Fa2Fr1Fr2Fr1Fr2Ft1Fa1Fr1Fa2Ft2Fr2Fr1Fr2Fa1Ft2Fa1Ft2Fa1Ft2二、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計(jì)算二、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)校核公式：校核公式：設(shè)計(jì)公式：
12、設(shè)計(jì)公式：特點(diǎn)：特點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算主要針對(duì)蝸輪輪齒（材料原因）強(qiáng)度計(jì)算主要針對(duì)蝸輪輪齒（材料原因）;中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合，蝸輪類似于斜齒輪中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合，蝸輪類似于斜齒輪;蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似;MPadKTdHH510122 322212)510(mmKTzdmH 說明：說明：1 z1 z1 1、z z1 1的選擇：的選擇：z z1 1 根據(jù)傳動(dòng)比選擇；根據(jù)傳動(dòng)比選擇；z z2 22626 28;28;2 2 載荷系數(shù)載荷系數(shù)K K：據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇：據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇;3 3 許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力;三、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算三、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)
13、算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)說明：說明：由于齒形的原因，通常蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度比接觸強(qiáng)度大得多由于齒形的原因，通常蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度比接觸強(qiáng)度大得多;故在受強(qiáng)烈沖擊、故在受強(qiáng)烈沖擊、z z2 2特多或開式傳動(dòng)中計(jì)算彎曲強(qiáng)度才有意義特多或開式傳動(dòng)中計(jì)算彎曲強(qiáng)度才有意義;校核公式：校核公式：設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：MPazdmYKTFFFcos2.22122 322122.2mmzYKTdmFF 一、目的及對(duì)象一、目的及對(duì)象機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)二、計(jì)算方法二、計(jì)算方法熱平衡時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)：發(fā)熱量熱平衡時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)：發(fā)熱量=散熱量散熱量;單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量(由于摩擦損耗引起由于摩擦損耗
14、引起)：Q Q1 1=1000P=1000P1 1(1-h)(1-h)單位時(shí)間內(nèi)的散熱量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的散熱量：Q Q2 2=h=ht tA(t-tA(t-t0 0)Q Q1 1=Q=Q2 2，則溫升，則溫升對(duì)象對(duì)象 連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)目的目的 控制油溫，防止膠合控制油溫，防止膠合AhPtttt )1(100010 使用時(shí)控制：使用時(shí)控制：油溫油溫t t一般限制在一般限制在60-60-7070，不超過，不超過8080溫升溫升Dt50-60Dt50-608-5 熱平衡計(jì)算三、提高散熱能力方法三、提高散熱能力方法機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)增大散熱面積；增大散熱面積；提高散熱系數(shù)：在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇提高散熱系數(shù)：在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇;箱內(nèi)裝冷卻水管箱內(nèi)裝冷卻水管;謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第8章 蝸桿傳動(dòng)
