《蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) 6-1 概 述 6-2 基 本 參 數(shù) 和 幾 何 尺 寸 6-3 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 及 效 率 6-4 蝸 桿 、 蝸 輪 的 材 料 及 結(jié) 構(gòu) 6-5 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 6-6 熱 平 衡 計(jì) 算v 基 本 要 求 :v 掌 握 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 幾 何 參 數(shù) 的 計(jì) 算 、 選 擇 方 法v 掌 握 進(jìn) 行 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 力 分 析 、 強(qiáng) 度 計(jì) 算v 了 解 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 熱 平 衡 原 理 和 計(jì) 算 方 法 一 、 蝸 桿 傳 動(dòng) 及 其 特 點(diǎn)二 、 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 類 型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) 一、蝸桿傳動(dòng)及其特點(diǎn)機(jī)械

2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)2 特 點(diǎn)v 傳 動(dòng) 比 大 ： 一 般 傳動(dòng) i=780; v 結(jié) 構(gòu) 緊 湊v 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) ， 噪 聲 小 v 效 率 低v 成 本 高1 組 成 和 應(yīng) 用v 通 常 二 軸 交 角 90v 蝸 桿 主 動(dòng) ， 蝸 輪 被 動(dòng)蝸桿蝸輪 二、蝸桿傳動(dòng)的類型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 環(huán) 面 蝸 桿v 錐 蝸 桿 按 蝸 桿 整 體 形 狀 分 ：v圓 柱 蝸 桿 二、蝸桿傳動(dòng)的類型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 環(huán) 面 蝸 桿v 錐 蝸 桿 按 蝸 桿 整 體 形 狀 分 ：v圓 柱 蝸 桿 圓柱蝸桿機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 漸 開(kāi) 線 蝸 桿 (ZI蝸 桿 )v 法 向 直

3、 廓 蝸 桿 (ZN蝸 桿 )v 錐 面 包 絡(luò) 蝸 桿 (ZK蝸 桿 )v 圓 弧 面 蝸 桿 (ZC蝸 桿 )按 螺 旋 面 形 狀 分v 阿 基 米 德 蝸 桿 (ZA蠅 桿 ) 2軸面呈齒條（直廓）阿基米德螺旋線刃面過(guò)軸面 漸開(kāi)線dbII III IIII IIIII IIIIIIIIII凸廓直廓刃面切于基圓柱面凸廓 一 、 主 要 參 數(shù) 及 幾 何 尺 寸二 、 正 確 嚙 合 條 件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) 一、主要參數(shù)及幾何尺寸機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)1 模 數(shù)2 壓 力 角3 導(dǎo) 程 角4 分 度 圓 直 徑5 中 心 距 d1 p2 d a2d2df 2 df1da1 hahf

4、 h 1 模 數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v m x1 = mt2=mv 具 體 見(jiàn) 表 6-1（ GB/T 10085-88）v 從 主 平 面 看 ， 蝸桿 齒 形 是 標(biāo) 準(zhǔn) 齒條 齒 形 ， 蝸 輪 齒形 是 漸 開(kāi) 線 齒 輪齒 形v 嚙 合 傳 動(dòng) 類 似 于齒 輪 齒 條 運(yùn) 動(dòng) d1 p 2 壓 力 角機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v GB/T 10088-88規(guī) 定 ： v 阿 基 米 德 蝸 桿 ： =20v 動(dòng) 力 傳 動(dòng) ： =25v 分 度 傳 動(dòng) ： =12 、 15v 從 主 平 面 看 ， 蝸 桿齒 形 是 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 條 齒形 ， 蝸 輪 齒 形 是 漸開(kāi) 線 齒 輪 齒

5、 形v 嚙 合 傳 動(dòng) 類 似 于 齒輪 齒 條 運(yùn) 動(dòng) d1 Bp2 3 導(dǎo) 程 角機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v 根 據(jù) 正 確 嚙 合 條 件 ， 1= 2（ 蝸 輪 的 螺 旋 角 ）v 從 整 體 看 ， 蝸 桿 蝸 輪齒 面 間 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 類似 于 螺 旋 傳 動(dòng)v 蝸 桿 的 導(dǎo) 程 角 相 當(dāng) 于螺 紋 的 螺 旋 升 角 pz1p z1pd1111111tan dmzdmzdpz 4 分 度 圓 直 徑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 蝸 輪 分 度 圓 直 徑 同 齒 輪v d 2=mz2v 蝸 桿 分 度 圓 標(biāo) 準(zhǔn) 化， 以 限 制 刀 具 數(shù)v d1與 模 數(shù) 相 匹

6、配v 見(jiàn) 表 6-1 d1 Bp a2 da2d2df 2 df1da1 hahf h da2 5 中 心 距機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v 其 余 幾 何 尺 寸 見(jiàn) 表 6-2v 反 映 功 率 大 小 2121 )(21 rrdda ad1 Bp de22 da2d2df 2 df1da1 hahf h 二、正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v 正 確 嚙 合 條 件 ： mx1 = mt2=m x1 = t2= 1= 2v 旋 向 相 同 , 即 蝸 桿 、 蝸 輪 同 為 左 旋 ， 或 同 為 右 旋v 主 平 面 (中 間 平 面 ):通 過(guò) 蝸 桿 軸 線 并 垂 直 與 蝸 輪

7、 軸 線 的 平 面1b 2b 2fd 2ad2d 2cd 1d1fd1ad a 嚙合特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v 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v 受 力 上 ， 與 斜 齒 輪 相 似v 從 整 體 看 ， 蝸 桿 蝸輪 齒 面 間 的 相 對(duì) 運(yùn)動(dòng) 類 似 于 螺 旋 傳 動(dòng)v 從 主 平 面 看 ， 蝸 桿齒 形 是 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 條 齒形 ， 蝸 輪 齒 形 是 漸開(kāi) 線 齒 輪 齒 形 ， 嚙合 傳 動(dòng) 類 似 于 齒 輪齒 條 運(yùn) 動(dòng) d1 Bp da2 a2 da2d2df 2L df1da1 hahf h 三、齒數(shù)和

8、傳動(dòng)比機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v z2 = i12 z1, (通 常 2970)v 從 整 體 看 ， 蝸 桿 蝸輪 齒 面 間 的 相 對(duì) 運(yùn)動(dòng) 類 似 于 螺 旋 傳 動(dòng)v 蝸 桿 的 齒 數(shù) 即 蝸 桿的 頭 數(shù) ， z1 = 1, 2, 4、 6， 取 小 i ，, 自 鎖 性 好 d1122112 zznni v2 ,va112dd ?12dd v 材 料 要 求 ： 減 摩 性 好 、 耐 磨 、 抗 膠 合 、 足 夠 的 強(qiáng) 度一、蝸桿的材料v 高 的 強(qiáng) 度 、 剛 度 及 光 潔 度v 碳 鋼 45號(hào) 鋼 調(diào) 質(zhì) 或 淬 火v 合 金 鋼 20Cr、 20CrMnTi(滲

9、碳 淬 火 )、 40Cr (表 面 淬 火 )二、蝸輪的材料 v 減 摩 、 抗 膠 合 、 抗 點(diǎn) 蝕v 鑄 錫 青 銅 ZCuSn10P1 適 合 高 速v 鑄 鋁 青 銅 ZCuAl 9Fe3 低 速 重 載 v 灰 鑄 鐵 HT200 低 速 輕 載 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) 三、蝸桿結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 通 常 為 整 體 式 蝸 桿 軸 四、蝸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 通 常 為 組 合 式 一 、 失 效 形 式 及 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則二 、 受 力 分 析三 、 輪 齒 表 面 的 接 觸 強(qiáng) 度 計(jì) 算四 、 輪 齒 的 彎 曲 強(qiáng) 度 計(jì) 算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)

10、 一、失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)2 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 主 要 考 慮 蝸 輪v 開(kāi) 式 齒 輪 傳 動(dòng) ： 齒 面 磨 損 、 輪 齒 折 斷 v 保 證 齒 根 疲 勞 強(qiáng) 度v 閉 式 齒 輪 傳 動(dòng) ： 齒 面 膠 合 、 點(diǎn) 蝕v 按 齒 面 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) ， 齒 根 疲 勞 強(qiáng) 度 校 核v 另 外 ， 還 應(yīng) 作 熱 平 衡 計(jì) 算1 失 效 形 式v 失 效 ： 膠 合 、 磨 損 、 點(diǎn) 蝕 、 齒 根 折 斷 蝸 輪 輪 齒v 開(kāi) 式 齒 輪 傳 動(dòng) ： 齒 面 磨 損 、 輪 齒 折 斷v 閉 式 齒 輪 傳 動(dòng) ： 齒 面 膠 合 、 點(diǎn) 蝕

11、v 由 于 蝸 輪 材 料 強(qiáng) 度 低 ， 失 效 通 常 發(fā) 生 在 蝸 輪 輪 齒 上 二、受力分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 作 用 力 的 大 小 ：受 力 分 析 類 似 斜 齒 傳 動(dòng)蝸 桿 、 蝸 輪 旋 向 相 同蝸 桿 三 個(gè) 分 力 ： Fr1, Ft1, Fa1蝸 輪 三 個(gè) 分 力 ： Fr2, Ft2, Fa2 Ft1 Fa2Fr1Fr2Fa1 Ft2tgFFF trr 221 1121 2 dTFF at 2221 2 dTFF ta mmNnPTiT 32112 109550 v 徑 向 力 的 判 斷 方 法 ：v 指 向 各 自 圓 心v 圓 周 力 的 判 斷

12、 方 法 ：v 利 用 轉(zhuǎn) 向 判 斷v 軸 向 力 的 判 斷 方 法 ：v 蝸 桿 左 、 右 手 方 法v 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 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 左 手作用力的方向機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng) v 蝸 輪 的 轉(zhuǎn) 向 ： 與 Fa1反 向 Ft1 Fa2Fr1Fr2Fa1 Ft2 三、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)v 校 核 公 式 ：v 設(shè) 計(jì) 公 式 ：特 點(diǎn) ：v 強(qiáng) 度 計(jì) 算 主

13、要 針 對(duì) 蝸 輪 輪 齒 （ 材 料 原 因 ）v 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v 蝸 輪 輪 齒 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 與 斜 齒 輪 相 似MPadKTd HH 510 122 3 22212 )510( mmKTzdm Hv說(shuō) 明 ：1 z1、 z1的 選 擇 ： z1 查 表 6-1, 根 據(jù) 傳 動(dòng) 比 選 擇 ； z226282 載 荷 系 數(shù) K： 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 選 擇 , 見(jiàn) p2443 許 用 接 觸 應(yīng) 力 ： 表 6-3、 6-4 四、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 說(shuō) 明 ：v 由 于 齒 形

14、的 原 因 ， 通 常 蝸 輪 輪 齒 的 彎 曲 強(qiáng) 度 比 接 觸 強(qiáng) 度 大得 多 v 故 在 受 強(qiáng) 烈 沖 擊 、 z2特 多 或 開(kāi) 式 傳 動(dòng) 中 計(jì) 算 彎 曲 強(qiáng) 度 才 有意 義v 校 核 公 式 ：v 設(shè) 計(jì) 公 式 ： MPazdm YKT FFF cos2.2 212 2 32 212 2.2 mmz YKTdm F F 一 、 目 的 及 對(duì) 象二 、 計(jì) 算 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) 一、目的及對(duì)象機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v二、計(jì)算方法v 熱 平 衡 時(shí) ， 單 位 時(shí) 間 內(nèi) ： 發(fā) 熱 量 = 散 熱 量v 單 位 時(shí)

15、間 內(nèi) 的 發(fā) 熱 量 (由 于 摩 擦 損 耗 引 起 )：v Q1=1000P1(1-)v 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 的 散 熱 量 ： v Q2=htA(t-t0)v Q1=Q2， 則 溫 升v 對(duì) 象 連 續(xù) 工 作 的 閉 式 蝸 桿 傳 動(dòng)v 目 的 控 制 油 溫 ， 防 止 膠 合AhPttt t )1(1000 10 v使 用 時(shí) 控 制 ：v油 溫 t一 般 限 制 在6070 ， 不 超 過(guò) 80v溫 升 t5060 三、提高散熱能力方法機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v增 大 散 熱 面 積 ；v提 高 散 熱 系 數(shù) ： 在 蝸 桿 軸 端 加 裝 風(fēng) 扇v箱 內(nèi) 裝 冷 卻 水 管

16、 四、滑動(dòng)速度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 潤(rùn) 滑 、 散 熱 不 良 時(shí) ： 易 產(chǎn) 生 磨損 、 膠 合 v 充 分 潤(rùn) 滑 時(shí) ： 有 利 于 油 膜 的 形成 ， 滑 動(dòng) 速 度 越 大 ， 摩 擦 系 數(shù)越 小 ， 提 高 了 傳 動(dòng) 效 率v 相 對(duì) 滑 動(dòng) 速 度 很 大 產(chǎn) 生 的 利 弊 ： d1 v2 ,va1v1v2vssmndvvs cos60000cos 111 五、傳動(dòng)效率機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 蝸桿傳動(dòng)v 軸 承 及 攪 油 損 失 效 率 2：v 滾 動(dòng) 軸 承 ： 2=0.980.99v 滑 動(dòng) 軸 承 ： 2=0.970.98v 設(shè) 計(jì) 之 初 ， 未 知 ， 可 按 z1 初 選 ：v z1 = 1 時(shí) ， = 0.70.75 v z1= 2 時(shí) ， = 0.750.82 v z1= 4 時(shí) ， = 0.850.92 v 嚙 合 效 率 1類 似 于 螺 旋 副 ： d1 v2 ,va121 )tan(tan1