蜗杆传动5第五章.docx
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蜗杆传动5第五章.docx
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蜗杆传动5第五章
学科
机械基础
第五章蜗杆传动
§5-1蜗杆传动概述
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
教具
多媒体课件
授课时间
11月10日
授课班级
教学目的
1.了解蜗杆传动的类型、加工及应用特点
2.能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线方向及蜗轮回转方向
教学重点
和难点
判断蜗杆、蜗轮螺旋线方向及蜗轮回转方向
复习提问
常见的渐开线齿轮实效形式
复习回顾:
§4-5渐开线齿轮实效形式
讲授新课:
§5-1蜗杆传动概述
一、蜗杆传动的组成
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,通常由蜗杆(主动件)带动蜗轮(从动件)转动,并传递运动和动力。
两轴线在空间一般交错成90°。
蜗杆和蜗轮都是一种特殊的斜齿轮。
1.蜗杆结构
蜗杆通常与轴合为一体,称为蜗杆轴。
蜗杆螺旋部分的直径不大,常和轴做成一个整体。
当蜗杆螺旋部分的直径较大时,可以将轴与蜗杆分开制作。
2.蜗轮结构
蜗轮结构分为整体式和组合式两种。
整体式蜗轮:
适用于铸铁蜗轮、分度圆直径小于100mm的青铜蜗轮。
组合式结构:
当分度圆直径大于100mm时,为节约贵重材料,将蜗轮做成组合式结构。
组合式蜗轮连接方式:
铸造连接、过盈配合连接(齿圈式)和螺栓连接。
组合式蜗轮:
齿圈式:
青铜齿圈与铸铁轮心用H7/r6配合(过盈配合)。
适于中等尺寸蜗轮。
螺栓式:
采用普通螺栓或铰制孔用螺栓联接齿圈和轮心,适于大尺寸蜗轮。
镶铸式:
将青铜齿圈浇铸在铸铁轮心上,再切齿,适于中等尺寸、批量生产的蜗轮。
二、蜗杆的分类
按蜗杆形状不同:
圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动
圆柱蜗杆传动分类:
阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)、渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)、锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)、圆弧圆柱蜗杆(ZC蜗杆)
阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)的齿面为阿基米德螺旋面,在法向剖面N—N内的齿廓为曲线。
在轴向剖面Ⅰ—Ⅰ内的齿廓为斜直线。
在端面其齿廓为阿基米德螺旋线。
因为阿基米德蜗杆在轴向剖面Ⅰ—Ⅰ内的齿廓为斜直线,所以又称轴向直廓蜗杆,ZA蜗杆加工和测量较方便。
广泛用于中小载荷、中低速间歇工作场合。
渐开线蜗杆(ZI蜗杆)的齿面为渐开螺旋面,其端面齿廓为渐开线。
ZI蜗杆适于批量生产及转速、功率较高的精密多头蜗杆传动。
法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)在垂直于齿线的法平面内的齿廓为直线。
ZN蜗杆可磨削加工,常用于机床的多头精密蜗杆传动。
ZK蜗杆用于中速、中载的动力蜗杆传动。
按蜗杆螺旋线方向不同:
左旋蜗杆、右旋蜗杆
按蜗杆头数不同:
单头蜗杆、多头蜗杆
三、蜗轮回转方向的判定
(1)判断蜗杆或蜗轮的旋向
右手法则:
手心对着自己,四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正,若齿向与右手拇指指向一致,则该蜗杆或蜗轮为右旋,反之则为左旋。
在蜗杆传动中,蜗杆与蜗轮齿的旋向应一致。
(2)判断蜗轮的回转方向
左、右手法则:
左旋蜗杆用左手,右旋蜗杆用右手,用四指弯曲表示蜗杆的回转方向,拇指伸直代表蜗杆轴线,则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。
蜗轮回转方向取决于蜗杆的旋向和蜗杆的转向。
小结:
1.蜗杆传动的组成。
2.蜗杆、蜗轮的结构。
3.蜗杆的分类
4.判定蜗杆(或蜗轮)的螺旋方向和旋转方向。
作业:
习题册§5-1蜗杆传动概述
附记
让
学科
机械基础
第五章蜗杆传动
§5-2蜗杆传动的主要参数和啮合条件
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
教具
多媒体课件
授课时间
11月11日
授课班级
2012年本科预科班
教学目的
1.蜗轮蜗杆传动的主要参数
2.蜗杆传动的正确啮合条件
3.蜗杆传动润滑及散热方式
教学重点
和难点
蜗轮蜗杆传动的主要参数
蜗杆传动的正确啮合条件
复习提问
1.蜗杆传动的组成
2.蜗杆传动的类型和应用特点
3.蜗轮回转方向的判定方法
复习回顾:
§5-1蜗杆传动概述
讲授新课:
§5-2蜗杆传动的主要参数和啮合条件
在蜗杆传动中,其几何参数及尺寸计算均以中间平面为准。
通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。
在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。
即阿基米德蜗杆相当于齿条,蜗轮相当于渐开线齿轮。
在蜗杆传动的设计计算中,均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准。
即蜗杆以轴向平面的参数为标准参数,蜗轮以端面参数为标准参数。
一、蜗杆传动的主要参数
1.模数m、齿形角α
在中间平面内,蜗杆、蜗轮啮合时,须
蜗杆的轴向齿距px1和蜗轮的端面齿距pt2相等,即:
Px1=Pt2
即:
蜗杆的轴向模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等,为标准值。
蜗杆标准模数系列见表5—3。
蜗杆的轴向齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等,且为标准值,即:
2.蜗杆分度圆导程角γ
蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角。
导程角γ越大,传动效率越高,但自锁性差;反之,导程角γ小,传动效率低,但自锁性好。
3.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
为了保证蜗杆传动的正确性,切制蜗轮的滚刀的参数与工作蜗杆的参数必须完全相同,除模数和齿形角应相等外,其他参数分度圆直径、螺旋齿的头数、导程角也要求相等。
由上述表达式可知,蜗杆分度圆直径d1头数z1和导程角γ1都与模数有关,因而,即使模数相同,也会有很多直径不同的蜗杆,就需要备有很多相应的滚刀,显然很不经济。
为了使刀具标准化,限制滚刀的数目,对一定模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定,即规定了蜗杆直径系数q。
蜗杆直径系数q:
直径d1与模数m的比值。
中心距计算公式为:
4.蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
蜗杆头数z1:
根据蜗杆传动传动比和传动效率来选定,一般推荐选用z1=1、2、4、6。
单头蜗杆传动比大,易切削,导程角小,自锁性能好,但效率低,多用于自锁蜗杆传动或分度传动。
(分度头的应用)
多头蜗杆传动则相反,难切削,导程角大,不能自锁,但效率高,多用于动力传动。
当传递功率较大时,为提高传动效率,可取z1=4。
蜗轮齿数z2:
根据z1和传动比i来确定。
一般推荐z2=29~80。
过少将产生根切;过多,蜗轮直径增大,蜗杆长度增加,刚度减小。
二、蜗杆传动的正确啮合条件
1.在中间平面内,蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等。
即:
mx1=mt2=m
2.在中间平面内,蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等。
即:
αx1=αt2=α=20°
3.蜗杆分度圆导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2相等,且旋向一致。
即:
γ1=β2
小结:
1.蜗轮蜗杆传动的主要参数
2.蜗杆传动的正确啮合条件
作业:
习题册§5-2蜗杆传动的主要参数和啮合条件
附记
学科
机械基础
第五章蜗杆传动
§5-3蜗杆传动的应用特点
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
教具
多媒体课件
授课时间
11月13日
授课班级
2012年本科预科班
教学目的
1.蜗杆传动的应用特点
2.蜗杆传动的失效形式
3.蜗杆、蜗轮的材料
4.蜗杆传动的润滑
5.蜗杆传动的散热
教学重点
和难点
蜗杆传动的应用特点
蜗杆传动的润滑
蜗杆传动的散热
复习提问
1.蜗轮蜗杆传动的主要参数
2.蜗杆传动的正确啮合条件
复习回顾:
§5-2蜗杆传动的主要参数和啮合条件
讲授新课:
§5-3蜗杆传动的应用特点
一、蜗杆传动的应用特点
1.传动比大,且结构紧凑
当用来传动动力时,其传动比可为8~80,在分度机构中或仅是传递运动时,其传动比可达600~1000。
这样大的传动比,如用齿轮传动,则需要采用多级传动才能实现。
因此,蜗杆传动具有结构紧凑的特点。
2.传动平稳,噪声小
啮合是逐渐进退,同时啮合的齿数多,故传动平稳,没有冲击,噪声小。
3.容易实现自锁
单头蜗杆导程角小,γ<5º,大多具有自锁性。
而多头蜗杆随头数增多导程角增大,不一定具有自锁能力。
4.承载能力大因同时接触的蜗轮齿数多。
5.传动效率低
啮合区相对滑动速度大,摩擦损失大,传动效率低(η=0.7~0.8)。
同时,蜗轮一般需用贵重的减磨材料(如青铜)制造,因此不适用于大功率、长时间工作的场合。
二、蜗杆传动的失效形式
齿面点蚀:
蜗轮材料为铸锡青铜,此种材料强度稍低
齿面胶合:
蜗轮材料为铸铝青铜或铸铁时
齿面磨损:
开式传动或润滑油不清洁
轮齿折断:
蜗轮齿数过多或受强烈冲击载荷
三、蜗杆、蜗轮的材料
要求:
不仅具有足够的强度,更要具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力。
常用:
淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮
四、蜗杆传动的几何尺寸计算
五、蜗杆传动的润滑
润滑对蜗杆传动具有特别重要的意义。
由于蜗杆传动摩擦产生的发热量较大,所以要求工作时有良好的润滑条件,润滑的主要目的就在于减摩与散热,以提高蜗杆传动的效率,防止胶合及减少磨损。
润滑方式主要有:
油池润滑和喷油润滑。
六、蜗杆传动的散热
为提高散热能力,可考虑采取下面的措施:
如在箱体外壁增加散热片;在蜗杆轴端装置风扇进行人工通风;在箱体油池内装蛇形冷却水管;采用压力喷油循环润滑等。
小结:
蜗杆传动的应用特点、蜗杆传动的失效形式、蜗杆、蜗轮的材料、蜗杆传动的润滑、蜗杆传动的散热
作业:
习题册§5-3蜗杆传动的应用特点
附记
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- 蜗杆 传动 第五