蜗杆传动5第五章Word文档下载推荐.docx

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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：

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§

附记

让

5－2蜗杆传动的主要参数和啮合条件

11月11日

2012年本科预科班

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

蜗轮蜗杆传动的主要参数

蜗杆传动的正确啮合条件

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

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。

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。

γ1＝β2

5－3蜗杆传动的应用特点

11月13日

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

蜗杆传动的应用特点

蜗杆传动的润滑

蜗杆传动的散热

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。

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