《蝸桿傳動》課件

12 2 蝸 桿 傳 動 的 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān)系 12 3 蝸 桿 傳 動 的 失 效 、 材 料 、 受 力 12 4 蝸 桿 傳 動 的 設 計 計 算第 12章 蝸 桿 傳 動 設 計 12 1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特 點 12 5 圓 弧 園 柱 蝸 桿 傳 動 的 設 計 12 6 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 、 熱 平衡 蝸 桿 傳 動 概 述 12-1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特 點一 、 蝸 桿 的 形 成 蝸 桿 蝸 輪 螺 旋 角 ： 1導 程 角 ： =90 - 1 1、 b斜 齒 輪 蝸 桿b 1斜 齒 輪 1蝸 桿 蝸 桿 機 構(gòu) 實 質(zhì) 上 是 相 錯 軸 斜 齒 輪 機 構(gòu) 的 變 形 。 為 了 改 善 嚙 合 情 況 ， 用 與 蝸 桿 的 參 數(shù) 和 尺 寸 相 同 的 滾 刀 ， 按 范成 原 理 切 制 蝸 輪 。 這 樣 加 工 ， 蝸 桿 蝸 輪 嚙 合 時 為 線 接 觸 。 同 時 將蝸 輪 的 母 線 做 成 弧 形 ， 部 分 地 包 住 蝸 桿 ， 以 增 加 接 觸 線 的 長 度 。點 接 觸 線 接 觸蝸 桿 蝸 輪 傳 動 12-1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特 點 二 、 蝸 桿 的 類 型圓 柱 蝸 桿 環(huán) 面 蝸 桿 普 通 圓 柱 蝸 桿 （ 按 刀 具 位 置 不 同 ） 阿 基 米 德 蝸 桿延 伸 漸 開 線 （ 法 向 直 廓 ） 蝸 桿漸 開 線 蝸 桿 12-1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特 點圓 錐 蝸 桿 2 n nnn 阿 基 米 德 螺 線阿 基 米 德 蝸 桿 (ZA)加 工 ： 刀 刃 與 蝸 桿 軸 線 共 面特 點 ： 端 面 -阿 基 米 德 螺 線軸 面 -直 線延 伸 漸 開 線 蝸 桿 (ZI) n nnn 延 伸 漸 開 線 加 工 ： 刀 具 平 面 垂 直 于 螺 線2 法 面 -直 線特 點 ： 端 面 -延 伸 漸 開 線 12-1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特點 漸 開 線 基 圓 漸 開 線 蝸 桿 (ZI)加 工 ： 刀 刃 與 蝸 桿 的 基 圓 柱 相 切 特 點 ： 端 面 -漸 開 線 后 兩 種 蝸 桿 的 加 工 ， 刀 具 安 裝 較 困 難 ， 生 產(chǎn) 率 低 ， 故 常 用 阿基 米 德 蝸 桿 。 12-1 蝸 桿 傳 動 的 類 型 及 特 點 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系一 、 阿 基 米 德 蝸 桿 傳 動 的 正 確 嚙 合 條 件主 平 面 （ 中 間 平 面 ） ： 通 過 蝸 桿 軸 線 并 與 蝸 輪 軸 線 垂 直 的 平 面 。主 平 面 正 確 嚙 合 條 件 21 21 ta ta mmm 且 旋 向 相 同 ）( 2 在 主 平 面 內(nèi) ， 蝸 輪 蝸 桿 的 傳 動 相 當 于 齒 輪 齒 條 的 嚙 合 傳 動 。 = 1 1. 蝸 桿 頭 數(shù) z1、 蝸 輪 齒 數(shù) z2 1d 1d l螺 旋 線 的 條 數(shù) ， 稱 為 蝸 桿 的 頭 數(shù) Z1（ 取 Z1=1-4） 。頭 數(shù) 過 多 不 易 加 工 ； 蝸 桿 過 長 ， 蝸 桿 剛 度 ；Z1取 小 些 ， 自 鎖 好 ； Z1取 大 些 ， 效 率 高 。 二 、 蝸 桿 傳 動 的 主 要 參 數(shù) （ 標 準 參 數(shù) 取 在 主 平 面 ） 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 蝸 桿 頭 數(shù) z1與 蝸 輪 齒 數(shù) z2的 推 薦 值傳 動 比 i 713 1427 2840 40蝸 桿 頭 數(shù) z1 4 2 2、 1 1蝸 輪 齒 數(shù) z2 2852 2854 2880 40 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系Z2=iZ1 ；為 保 證 傳 動 平 穩(wěn) ， Z226；一 般 Z2不 宜 大 于 80： Z2 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 ， 蝸 桿 剛 度 。 2、 壓 力 角 203、 模 數(shù) 與 齒 輪 不 同 ， 見 表 6-1。第 一 系 列 1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40第 二 系 列 1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14蝸 桿 模 數(shù) m值 GB10085-1988 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 4. 蝸 桿 的 導 程 角 mzpzp xz 111 導 程1d 1d zp xpxp 11111tan : dmzdmzdpz 導 程 角 但 制 造 困 難 自 鎖 性 好 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 5、 蝸 桿 中 圓 （ 分 度 圓 ） 直 徑 d1與 蝸 桿 直 徑 系 數(shù) q11tan dmz tan11 mzd 為 了 限 制 滾 刀 數(shù) 量 ， 對 同 一 種 模 數(shù) 的 蝸 桿 ， 規(guī) 定 了 14個標 準 的 中 圓 直 徑 。中 圓 直 徑 d1與 模 數(shù) m的 比 值 稱 為 蝸 桿 直 徑 系 數(shù) q。mdq 1 mqd 1蝸 桿 直 徑 系 數(shù) 和 標 準 模 數(shù) 對 應 值 見 表 6-1。 qzdmz 111tan 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 直 徑 數(shù) 太 多 加 工 相 配 蝸 輪 的 刀 具 數(shù) 蝸 桿 分 度 圓 直 徑 與 其 模 數(shù) 的 匹 配 標 準 系 列 （ mm）m11.251.62 d1182022.42028(18)22.4(28)35.5 m2.53.154 d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5) m456.3 d140(50)71(40)50(63)90(50)63 m6.3810 d1(80)112(63)80(100)140(71)90 摘 自 GB10085-88， 括 號 中 的 數(shù) 字 盡 可 能 不 采 用 。 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 三 、 幾 何 尺 寸 計 算 （ 與 齒 輪 基 本 相 同 ， 自 學 ） 。)(2)(21 221 zqmdda 中 心 距 ：四 、 傳 動 比 121 21 22122112 tantan/ /tan ddd dmd mdq zzzi 五 、 蝸 輪 的 轉(zhuǎn) 向 ： 12 左 右 手 法 ：左 旋 左 手 ， 右 旋 右 手 ， 四 指 轉(zhuǎn)向 1， 拇 指 反 向 ； 即 為 v2。2v 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 例 ： 試 判 斷 蝸 輪 或 蝸 桿 的 轉(zhuǎn) （ 旋 ） 向 。 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 五 、 嚙 合 特 點傳 動 比 大 （ 一 般 i12=10100)， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ；連 續(xù) 嚙 合 且 為 線 接 觸 ， 傳 動 平 穩(wěn) ， 噪 聲 小 ；蝸 輪 主 動 時 自 鎖 ， 常 用 于 起 重 機 械 ；，當 v齒 面 滑 動 速 度 大 ， 易 發(fā) 熱 、 膠 合 、 磨 損 ， 故 蝸 輪 常 用 耐 磨材 料 （ 青 銅 ） 制 造 ， 成 本 較 高 ；效 率 低 ； %757021 1 ，z %50自 鎖 蝸 桿 ，軸 向 力 較 大 。 12-2 蝸 桿 傳 動 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 關(guān) 系 12-3 蝸 桿 傳 動 的 失 效 形 式 、 材 料 和 結(jié) 構(gòu)一 、 蝸 桿 傳 動 的 失 效 形 式 及 材 料 選 擇主 要 失 效 形 式 ： 膠 合 、 點 蝕 、 磨 損 。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 5662HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表 面 淬 火 4555HRC)一 般 蝸 桿 ： 40 45 鋼 調(diào) 質(zhì) 處 理 (硬 度 為 220250HBS)蝸 輪 材 料 ： v S 12 m/s時 ZCuSn10P1錫 青 銅 制 造 。vS 12 m/s時 ZCuSn5Pb5Zn5錫 青 銅vS 6 m/s時 ZCuAl10Fe3鋁 青 銅 。vS 28 時 ， 效 率 增 加 很 少 。當 時 ， 蝸 桿 具 有 自 鎖 性 ， 但 效 率 很 低 。=（ 0.950.97） tg( + )tg 分 析 ：閉 式 傳 動 ： z1=1 =0.700.75z1=2 =0.750.82z1=4 =0.870.92z1=1、 2 =0.600.70開 式 傳 動 ： 12-6 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 和 熱 平 衡 計 算 二 、 蝸 桿 傳 動 的 潤 滑若 潤 滑 不 良 ， 效 率 顯 著 降 低 早 期 膠 合 或 磨 損潤 滑 對 蝸 桿 傳 動 而 言 ， 至 關(guān) 重 要 。潤 滑 油 粘 度 的 選 擇 ：表 11-5 齒 輪 傳 動 潤 滑 油 粘 度 薦 用 值塑 料 、 鑄鐵 、 青 銅齒 輪 材 料 強 度 極 限 圓 周 速 度 v (m/s)運 動 粘 度 v/cSt（ 40 ）滲 碳 或 表 面 淬 火 鋼鋼 350 512.5 12.5 25 252.5512.50.51 1015 m/s時 ， 采 用 壓 力 噴 油 潤 滑 。當 v1 4 m/s時 ， 采 用 蝸 桿 在 上 的 結(jié) 構(gòu) 。 12-6 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 和 熱 平 衡 計 算 三 、 蝸 桿 傳 動 的 熱 平 衡 計 算對 閉 式 傳 動 ， 熱 量 由 箱 體 散 逸 ， 要 求 箱 體 與 環(huán) 境 溫 差 ： t = iA1000P1(1- )tg tt=( t-t0 )-溫 度 差 ； P1-蝸 桿 傳 遞 的 功 率 ；i-表 面 散 熱 系 數(shù) ； 一 般 取 ： i=1017 W/(m2 )A-散 熱 面 積 , m 2, 指 箱 體 外 壁 與 空 氣 接 觸 而 內(nèi) 壁 被 油 飛濺 到 的 箱 殼 面 積 。 對 于 箱 體 上 的 散 熱 片 ， 其 散 熱 面 積 按50%計 算 。 12-6 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 和 熱 平 衡 計 算 t-溫 差 許 用 值 ， 一 般 取 ： t=6070 要 求 油 溫 ： t = t0+ t 90 不 能 滿 足 要 求 時 ， 可 采 取 冷 卻 措 施 ：1） 增 加 散 熱 面 積 -加 散 熱 片 ；2） 提 高 表 面 傳 熱 系 數(shù) - 加 風 扇 、 冷 卻 水 管 、 循 環(huán) 油 冷 卻 。油 泵 冷卻器冷卻水 12-6 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 和 熱 平 衡 計 算