机械设计基础之蜗杆传动VIP免费

第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页第八章蜗杆传动具体内容蜗杆传动特点和类型；蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑；蜗杆传动受力分析和计算载荷；蜗杆传动失效形式和设计准则；蜗杆传动材料和许用应力；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算；蜗杆传动的结构设计。重点蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算。难点蜗杆传动受力分析。第一节蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（图8.1），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴间的交错角Σ=90°。通常蜗杆1为主动件，蜗轮2为从动件。一、蜗杆传动的特点1、优点传动比大；工作平稳，噪声低，结构紧凑；在一定条件下可实现自锁。2、缺点发热大，磨损严重，传动效率低（一般为0.7～0.9）；蜗轮齿圈常采用铜合金制造，成本高。图8.1蜗杆传动1－蜗杆，2－蜗轮（a）圆柱蜗杆传动（b）环面蜗杆传动（c）锥面蜗杆传动图8.2蜗杆传动的类型第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页二、蜗杆传动的类型根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆杆蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动三种类型，如图8.2所示。根据加工方法不同，圆柱蜗杆传动又分为阿基米德蜗杆传动（ZA型）、法向直廓蜗杆传动（ZN型）、渐开线蜗杆传动（ZI型）和圆弧圆柱蜗杆传动（ZC型）等。前三种称为普通圆柱蜗杆传动，见图8.3所示。（a）阿基米德蜗杆（b）法向直廓蜗杆第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页（c）渐开线蜗杆图8.3普通蜗杆的类型第二节圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算在普通圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆传动制造简单，在机械传动中应用广泛，而且也是认识其他类型蜗杆传动的基础，故本节将以阿基米德蜗杆传动为例介绍蜗杆传动的一些基本知识和设计计算问题。一、蜗杆传动的基本参数通过蜗杆轴线并垂直于蜗杆轴线的平面称为中间平面，见图6.4。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条和齿轮的啮合。因此，设计圆柱蜗杆传动时均取中间平面上的参数和几何尺寸作为基准。图8.4阿基米德蜗杆传动1、模数m和压力角α在中间平面上蜗杆传动的正确啮合条件是ma1=mt2=m¿}αa1=αt2=α=20°¿}¿¿¿8.1式中，ma1—蜗杆的轴向模数；mt2—蜗轮的端面模数；m—标准模数，按表6.1选取；第4页共12页第3页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共12页αa1—蜗杆的轴向压力角；αt2—蜗杆的端面压力角；α—标准压力角；γ—蜗杆的导程角；β—蜗轮分度圆柱上的螺旋角。表8.1常用标准模数值第一系列11.251.622.53.15456.381012.516202531.540第二系列1.533.54.55.56712142、蜗杆的导程角γ和蜗杆分度圆直径d1蜗杆分度圆柱螺旋线上任意一点的切线与端面所夹的锐角就称为导程角γ。见图6.4所示，将蜗杆分度圆展开，设z1为蜗杆的头数，S为蜗杆螺旋线的导程，pa1为蜗杆的轴向齿距，则S=z1pa1=z1πm¿}¿¿¿8.2图8.4蜗杆分度圆柱展开示意图国家标准规定蜗杆分度圆直径d1为标准值，且与模数m有一定的搭配关系，详教材上表8－1所列。3、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i第5页共12页第4页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共12页蜗杆头数z1，即蜗杆螺旋线的线数，通常z1为1、2、4、6。单头蜗杆传动比大，但传动效率低；多头蜗杆则正好相反。一般z1根据传动比按表8.2（教材上表8－2）选取。表8.2蜗杆头数的选取传动比i5～87～1615～3230～80蜗杆头数z16421蜗轮齿数z2=iz1。为了避免蜗轮轮齿发生根切，为了保证传动平稳性，z2不应小于28；但z2过大，蜗杆直径大，蜗杆支承跨距大，蜗杆刚度减小易挠曲、啮合精度降低。所以，一般取z2=28~80。蜗轮传动比i是蜗杆转速n1与蜗轮转速n2之比。蜗杆传动中，蜗杆转动一周，蜗轮转过z1个齿，即转过z1z2转，所以传动比i也是蜗轮齿数z2与蜗杆头数z1之比。i=n1n2=z2z18.3二、蜗杆传动的几何尺寸计算蜗...