5.7蜗杆传动机构第五章机械传动目录5.7.1概述5.7.2蜗杆蜗轮机构的主要参数和尺寸计算5.7.1概述5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成5.7.1.2蜗杆传动机构的类型5.7.1.3蜗杆蜗轮机构的特点和应用5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成•蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成，用来传递空间两交叉轴之间的运动和动力。通常交错角为90。，蜗杆位主动件。•形成——由一对交错斜齿圆柱齿轮演化而来的。•小齿轮的螺旋角很大、齿数很小、直径很小、齿宽很大——完整螺旋线——杆状——蜗杆旋向判断旋向判断•蜗杆的旋向根据螺旋线的方向判断•蜗轮如下判断：•1）蜗轮的转向应与蜗轮所受切向力的方向一致，而蜗轮所受切向力的方向与蜗杆轴向力的方向相反•2）蜗杆轴向力的方向采用主动轮（蜗轮）左右手定则判断：蜗杆左旋用左手，四指抓向与蜗杆旋转方向一致，则大拇指指向即是蜗杆所受轴向力的方向。如果蜗杆右旋用右手，判断方法同左手。左右手定则同时适用于斜齿轮传动主动轮轴向力的确定。旋向判断5.7.1.1蜗杆蜗轮的形成•大齿轮的螺旋角很大、齿数很多、直径较大、齿宽较短——轮状——蜗轮•为改善啮合状况——将蜗轮沿齿宽方向做成弧形将蜗杆部分包住。•蜗杆加工——车床，与车螺纹相似。•蜗轮加工——用蜗杆状滚刀按展成原理加工。•蜗杆有左右旋单双头，常用右旋，导程角γ=90-β5.7.1.2蜗杆传动机构的类型•根据蜗杆的形状可分为：圆柱蜗杆传动和环面蜗杆传动。•圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。由于阿基米德蜗杆加工方便，所以应用广泛。5.7.1.3蜗杆蜗轮机构的特点和应用1.传动比大。单级传动比i=8—80，在分度机构中传动比可达1000。2.传动平稳、噪声小。蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，逐渐进入啮合和退出啮合。3.在一定条件下（导程角<当量摩擦角），可实现自锁。4.效率较低。η=0.7——0.8。啮合处有较大的相对滑动，发热大。5.蜗轮造价较高：青铜制造—减轻磨损、胶合蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能的场合。5.7.2蜗杆蜗轮机构的主要参数和尺寸计算•通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面。在中间平面内，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮与齿条的啮合传动，所以设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准，并沿用圆柱齿轮传动的计算关系。5.7.2.1主要参数•模数和压力角：蜗轮、蜗杆在中间平面的模数和压力角为标准值α=20°。•正确啮合条件：ma1=mt2=mαa1=αt2=αγ1=β2•蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2:•蜗杆分度圆直径标准化：蜗杆直径系数•蜗杆导程角：pa1=pt2=πm•中心距：5.7.3蜗杆传动设计——常用材料•1、要求：1）足够的强度；•2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性•2、蜗杆材料•40、45，调质HBS220~300——低速，不太重要•40、45、40Cr，表面淬火，HRC45~55——一般传动•15Cr、20Cr、12CrNiA、18CrMnT1、O20CrK渗碳淬火、HRC58~63——高速重载•3、蜗轮•铸铸青铜（ZCuSn10P1，ZCuSn5P65Zn5）——VS≥3m/s时，减摩性好，抗胶合性好，价贵，强度稍低。•铸铝铁青铜（ZcuAl10Fe3）——VS≤4m/s，减摩性、抗胶合性稍差，但强度高，价兼•铸铁：灰铁；球墨铁。——VS≤2m/s，要进行时效处理、防止变形。5.7.3蜗杆传动设计——尺寸设计•选定模数m（参考设计公式）、蜗轮齿数z2、蜗杆直径系数q、蜗杆头数z1，进行尺寸设计5.7.3蜗杆传动设计——强度校核•蜗轮齿面接触疲劳强度计算，由赫其公式（Hertz）按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算•校核公式：•设计公式：2222212123.25/3.25[]HEEKTZKTddZmdz221223.25()[]EHZmdKTz5.7.3蜗杆传动设计——效率、润滑和热平衡一、蜗杆传动的效率•η1——由啮合摩擦损耗所决定的效率•η2——轴承的效率•η3——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率二、蜗杆传动的润滑•目的：1）提高效率2）降低温升，防止磨损和胶合•●方法：蜗杆上置式浸油润滑：润滑效果较差，但搅●油损失小；蜗杆下置式浸油润滑：润滑效果较好，但搅油损失大。三、蜗杆传动热平衡t>80°时措施)(/)96.0~95.0(321VtgtgCtCSKPttd80][)()1(10000本节...
