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第八章蜗杆传动

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第八章蜗杆传动

第八章蜗杆传动

4、材料合理搭配（良好的减摩性、
蜗杆传动；
耐磨性）。
二、材料
对材料的要求：良好的耐磨性、减摩性、跑合性和抗 胶合能力； 足够的强度。
蜗 杆
一般：碳钢 （40，45），调质 高速重载：合金钢（20Cr, 40Cr,20CrMnTi)， 表面淬火、渗碳淬火
蜗 轮
vs≥12m/s，高速重载，或重要的传动，铸造锡青铜— —耐磨性、抗胶合能力强；切削性好，但价格贵。
§1蜗杆传动概述
旋向： 右，左
头数： 单线、双线、多线 轴截面形状： 圆柱蜗杆、圆弧面蜗杆、锥蜗杆
齿形： 阿基米德、渐开线、法向直廓渐开线 （刀具加工位置的不同）
二、蜗杆传动的特点 ——兼有斜齿圆柱齿轮和螺旋传动的特点 1、传动比大且准确； 单线蜗杆：蜗杆转动一周，蜗轮转过一齿
i = n1 / n 2 = z2 / z1
三 、蜗杆传动的效率
1、啮合效率η1——蜗杆传动的主要效率 （近似用螺旋副的效率） η1=tan γ / tan(γ +ρv ) (蜗杆主动） 2、搅油效率η2——浸入油中的零件搅油时产生的损耗。 约0.99。 3、轴承效率η3——0.99~0.995(滚动轴承)， 0.98~0.99(滑动轴承) 讨论： (1) λ ↑η1↑η↑， λ =45°, η达到最大，但λ ↑ 加工困难， 精度不易保证， λ ≤27°。 (2) z1 ↑ λ ↑η1↑η↑加工困难。
传递动力时：i=8~100（常用15~50）
蜗杆—— z1=(1~4) 齿轮——z1>17
传递运动时：i=几百~上千（单头，η↓）
2、传动平稳， 噪声小；
3、可以实现自锁； （理论上：当λ≤ρv，反行程自锁）
缺点：
1）制造成本高，加工困难。

08机械设计基础蜗杆传动

08机械设计基础蜗杆传动

❖
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.6.2121.6.21M onday, June 21, 2021
❖
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。08:11:5708:11:5708:116/21/2021 8:11:57 AM
v2
P
1
d1
v2
vs v1
上页 下页
二、蜗杆传动的效率
总目录 本章
1 2 3
1——由啮合摩擦损耗所决定的效率
1 tg / tg( V )
V —— 当量摩擦角 查表
2 ——轴承的效率
3 ——蜗杆或蜗轮搅油引起的效率
蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取传动效率 Z1 1， 2， 4， 6 效率 0.7， 0.8， 0.9， 0.95
上页 下页
总目录 本章
三、 蜗杆传动的润滑
四、 蜗杆传动的热平衡计算
原因——效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降, 润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。
设蜗杆传动功率为P（ K W）,效率为 自然冷却方式，单位时间散热量为
H1 1000P(1)
H2 Kd St t0
Kd——箱体表面散热系数 t ——油的工作温度
❖
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行
5.26.20215.26.202108:3008:3008:30:5708:30:57

蜗杆传动课件

蜗杆传动课件

蜗杆传动课件蜗杆传动课件蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。

在工业领域中，蜗杆传动广泛应用于各种机械设备中，如起重机、输送机、搅拌机等。

本文将介绍蜗杆传动的原理、特点以及应用。

一、蜗杆传动的原理蜗杆传动是一种通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递的机械传动方式。

蜗杆是一种螺旋形状的轴，蜗轮则是一个具有螺旋槽的圆盘。

当蜗杆旋转时，它的螺旋形状会使蜗轮产生旋转运动。

由于蜗杆的斜面角度较小，蜗轮的转速相对较低，但扭矩较大。

这使得蜗杆传动适用于需要大扭矩和较低转速的场合。

二、蜗杆传动的特点1. 大传动比：蜗杆传动的传动比可以达到较大的数值，通常在10:1至60:1之间。

这使得蜗杆传动在一些需要较大减速比的设备中非常实用。

2. 紧凑结构：由于蜗杆传动的传动比较大，所以可以通过较小的尺寸实现较大的减速比。

这使得蜗杆传动在空间有限的场合中非常适用。

3. 自锁性：蜗杆传动具有自锁性，即在没有外力作用下，蜗杆传动可以防止被传动部件的逆转。

这使得蜗杆传动在一些需要防止逆转的场合中非常有用，如起重机的升降装置。

4. 传动效率较低：由于蜗杆传动的摩擦损失较大，所以传动效率相对较低。

通常情况下，蜗杆传动的传动效率在50%至80%之间。

因此，在对传动效率要求较高的场合中，蜗杆传动可能不是最佳选择。

三、蜗杆传动的应用1. 起重机：蜗杆传动广泛应用于各种起重机中，如桥式起重机、门式起重机等。

蜗杆传动的大传动比和自锁性使得起重机的升降装置更加安全可靠。

2. 输送机：蜗杆传动也常用于输送机中，用于驱动输送带或链条的运动。

蜗杆传动的紧凑结构和大传动比使得输送机的传动装置更加节省空间且具有较大的减速比。

3. 搅拌机：蜗杆传动还广泛应用于各种搅拌机中，如混凝土搅拌机、食品搅拌机等。

蜗杆传动的大扭矩和较低转速使得搅拌机可以更好地完成搅拌工作。

总结蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。

第八章 蜗杆传动

第八章 蜗杆传动

c = 0.2m

8-3 蜗杆传动的失效形式和计算准则
一、蜗杆传动的失效形式
1.齿面间相对滑动速度 ； 1.齿面间相对滑动速度v； 齿面间相对滑动速度
v1 vs = v + v = cos γ
2 1 2 2
2.齿轮的失效形式； .齿轮的失效形式；
蜗杆传动的主要问题是摩擦磨损严重，这是设计中要解决的主要问题。 蜗杆传动的主要问题是摩擦磨损严重，这是设计中要解决的主要问题。 摩擦磨损严重 蜗轮磨损、系统过热、蜗杆刚度不足是主要的失效形式。 蜗轮磨损、系统过热、蜗杆刚度不足是主要的失效形式 是主要的失效形式
n1 z2 d2 i= = ≠ n2 z1 d1

8-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
2.模数 和压力角α 模数m和压力角 模数 蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、 蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、 压力角相等， 压力角相等，即
i z1 。 z2不宜太小（如z2＜26)， 不宜太小（ ，
否则将使传动平稳性变差。 也不宜太大，否则在模数一定时， 否则将使传动平稳性变差。 z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直 径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。 径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。 传动比 i
500 2 m d1 ≥ KT2 ( ) Z 2 [σ H ]
2

8-5 蜗杆传动的强度计算
三、蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算
蜗轮齿根弯曲强度的校核公式为：
2 KT2 σF = ⋅ YF 2 ≤ [σ F ] d1d 2 m cos γ
设计公式为：
2 KT2 m d1 ≥ ⋅ YF 2 z 2 [σ F ] ⋅ cos γ

机械原理—蜗杆传动概述课件

机械原理—蜗杆传动概述课件
振动与噪声
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面

机械设计基础 复习题2要点

机械设计基础 复习题2要点

机械设计基础复习题（二）第八章蜗杆传动复习题⒈判断题(1) 所有蜗杆传动都具有自锁性。

（×）(2) 蜗杆传动的接触应力计算，其目的是为防止齿面产生点蚀和胶合失效。

（√）(3) 蜗杆传动中，为了使蜗轮滚刀标准化、系列化，新标准中，将蜗杆的分度圆直径定为标准值。

（√）⒉选择题1. 两轴线 C 时，可采用蜗杆传动。

a．相交成某一角度 b．平行 c．交错 d．相交成直角2 计算蜗杆传动比时，公式 C 是错误的。

a．i＝ω1/ ω2 b．i＝z2/ z1 c．i＝d2/ d13. 轴交角为90˚的阿基米德蜗杆传动，其蜗杆的导程角γ＝8˚8΄30˝（右旋），蜗轮的螺旋角应为 B 。

a．81˚51΄30˝ b．8˚8΄30˝ c．20˚ d．15˚4. 对于重要的蜗杆传动，应采用 B 作蜗轮齿圈材料。

a．HT200 b．ZCuSn10Pb1 c．40Cr调质 d．18CrMnTi渗碳淬火5. 当蜗杆头数增加时，传动效率 B 。

a．减小 b．增加 c．不变⒊问答题(1) 蜗杆传动有哪些特点？适用于哪些场合？为什么？大功率传动为什么很少用蜗杆传动？(2) 何谓蜗杆传动的中间平面？何谓蜗杆分度圆直径？(3) 一对阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么？(4) 蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到大的传动比？为什么蜗杆传动的效率低？(5) 蜗杆传动中，为什么要规定d1与m 对应的标准值？第九章轮系复习题1 选择题(1) _C___轮系中的两个中心轮都是运动的。

a．行星 b．周转 c．差动(2) __A__轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。

a．行星 b．周转 c．差动(3) 要在两轴之间实现多级变速传动，选用A轮系较合适。

a．定轴 b．行星 c．差动(4) 自由度为1的轮系是B。

a．周转 b．行星 c．差动(5) 差动轮系的自由度为 C 。

a．1 b．1或2 c．2(6) 在平面定轴轮系中，传动比的符号可由B决定。

第八章 蜗杆传动

第八章 蜗杆传动8-1 基础知识一、蜗杆传动的类型及特点根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动，环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动等。

圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。

普通圆柱蜗杆又可分为（1）阿基米德蜗杆（ZA 蜗杆），在垂直于蜗杆轴线的平面上，齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓为直线；（2）渐开线蜗杆（ZI 蜗杆），这种蜗杆的端面齿廓为渐开线；（3）法向直廓蜗杆（ZN 蜗杆），其端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为直线；（4）锥面包络蜗杆（ZK 蜗杆），一种非线性螺旋齿面蜗杆。

二、蜗杆传动的参数和几何尺寸1、 普通圆柱蜗杆传动的主要参数图8-1 普通圆柱蜗杆传动（1）模数m 和压力角α蜗杆和蜗轮啮合的中间平面上，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即1212a t a t m m mαα===（2）蜗杆的分度圆直径1d 蜗杆的分度圆直径1d q m =⨯，m 为模数，q 为蜗杆的直径系数，已有标准值,且与模数相匹配。

1d q m = （8-1） （3）蜗杆头数1z蜗杆头数1z 通常取为1、2、4、6，也可根据要求的传动比和效率来选定。

（4）导程角γ 111111tan a z z P P z m z d d d q γππ==== （8-2）（5）传动比i 和齿数比u 传动比12n i n =，齿数比21z u z =，（1n 、2n 为蜗杆和蜗轮的转速，单位为r/min ，2z 为蜗轮的齿数）当蜗杆主动时，有 1221n z i u n z === （8-3）（6）蜗轮齿数2z 蜗轮齿数主要根据传动比来确定，通常规定2z 大于28，一般不大于80。

（7）蜗杆传动的标准中心距12211()()22a d d q z m =+=+ （8-4） 变位蜗杆的中心距为 1221(2)2a d d x m '=++ （8-5）2、 蜗杆传动的几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动主要参数的基本公式中心距 12211()()22a d d q z m =+=+ （标准传动中心距） 1221(2)2a d d x m '=++ （变位后实际中心距） 蜗杆轴向齿距a P m π=蜗杆导程1z P mz π=蜗杆分度圆直径1d mq =蜗杆导程角111tan //mz d z q γ==蜗轮变位系数2222z z x '-=（2z '为变位后齿轮的实际齿数） （8-6） 如图8-2 所示图8-2 普通圆柱蜗杆传动的基本几何尺寸三、普通圆柱蜗杆承载能力的计算1、 蜗杆传动的失效形式和设计准则蜗杆传动的失效形式有点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。

08第八章蜗杆传动 共41页

8--1
39
左旋
2
Ft2
右旋
1
1
3
Fa1
4
Ft2
Ft4
2
Fa3 3
Ft3
40
谢谢！
33
第八章 蜗杆传动
三、 蜗杆传动的散热计算(热平衡计算 )
1.热平衡计算的目的：控制油温，防止胶合 2.热平衡计算的方法 3.提高散热能力方法
a）. 增大散热面积； b）. 在蜗杆轴端加装风扇； c）.箱内装冷却水管。
34
第八章 蜗杆传动
§8－7普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构
（一）蜗杆结构
齿根圆直径大于轴径，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工：
30
§8－6 蜗杆传动的效率、润滑及 热平衡计算
一、蜗杆传动的效率 123
搅油效 2率 轴承效 3一 率般取
23 0.95~0.96 (0.9~ 50.9)6 tg (t g v)
: 蜗杆导程角
(81)0
v:当量摩擦角，速 根度 vs据 查滑 表 8动 10。
齿根圆直径小于轴径，加工螺旋部分时只能用铣制的办法：
35
第八章 蜗杆传动
二、蜗轮结构（分类）
36
C de2
C da1 df1 d1
de2
1、蜗杆——一般与轴成一体
40
b1
b1
2、蜗轮
轮齿部分——青铜
0.4m
0.4m C
轮毂部分——钢
C
0.4m
齿圈式
螺栓联接式 整体浇铸式
拼铸式 37
38
课后作业:
Ft1

2T1 d1Fa2Ft2 Nhomakorabea
2T2 d2
Fa1

蜗杆传动

蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。

蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分蜗杆传动，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。

蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。

由蜗杆与蜗轮互相啮合组成的交错轴间的齿轮传动（图1）。

通常两轴的交错角为90°。

一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。

蜗杆传动的传动比大，工作平稳，噪声小，结构紧凑，可以实现自锁。

但一般的蜗杆传动效率较低，蜗轮常须用较贵的有色金属（如青铜）制造。

蜗杆传动广泛用于分度机构和中小功率的传动系统。

单级蜗杆传动的传动比常用 8～80。

在分度机构或手动机构中蜗杆传动的传动比可达300,用于传递运动时可达到1500。

蜗杆传动-类型蜗杆传动有多种类型，如表所示。

蜗杆传动圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。

其中常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动（图2）。

①阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，其轴面齿廓为直线。

阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以制造简单，但难以磨削，故精度不高。

在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度之间的夹角很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。

②弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。

在这种传动中，接触线与相对滑动速度之间的夹角较大，故易于形成润滑油膜，而且凸凹齿廓相啮合，接触线上齿廓当量曲率半径较大，接触应力较低，因而其承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高。

蜗杆传动-主要参数各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。

图3为阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。

通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平面。

在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线，蜗杆和蜗轮的啮合相当于齿条和渐开线齿轮的啮合。

因此，蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计和制造中皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。

机械设计基础 第七版 第8章 蜗杆传动

1 蜗杆传动的主要参数及其选择
(4)蜗杆分度圆直径d1和直径系数q 在切制蜗轮轮齿时，所用滚刀的直径和齿形参数必须与该蜗轮相啮合 的蜗杆一致。 而蜗杆分度圆直径d1不仅与模数有关，还随z1/tanλ的数值而变化。即 使m相同，也会有许多不同直径的蜗杆。 为了限制滚刀的数目以及便于滚刀的标准化，对于每一种模数的蜗杆， 国家标准制定了蜗杆分度圆直径d1的标准值，并把d1 与m的比值称为蜗杆 直径系数q，即
对开式蜗杆传动，通常以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要 设计准则。当蜗杆直径较小而跨距较大时，还应作蜗杆轴的刚 度验算。
8.2.2 蜗杆传动的常用材料及选择
蜗杆一般用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用低碳合金 钢，如15Cr、20Cr、20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度56～ 62HRC。 中速中载蜗杆可用优质碳素钢或合金结构钢，如45、 40Cr等。经表面淬火，表面硬度40～55HRC。
8.1.2 蜗杆传动的基本参数和尺寸
通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴 线的剖面称为中间平面。
该平面为蜗杆的轴面或为蜗轮 的端面。
在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮 合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 因此，该平面内的参数为标准值。
阿基米德蜗杆传动
8.1.2 蜗杆传动的基本参数和尺寸
1 蜗杆传动的主要参数及其选择
第8章 蜗杆传动
8.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸 8.2 蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料 8.3 蜗杆传动的受力分析及强度计算 8.4 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 8.5 蜗杆和蜗轮的结构 8.6 蜗杆传动的安装与维护
8.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸
学习要点
•掌握蜗杆传动的类型、特点、基本参数及正确啮合条件。 •掌握蜗杆直径系数的概念及几何尺寸计算。
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2
1
1
影 响 因 素
(1) 支承情况 对称布置——好 非对称布置——差 悬臂布置——差 (2) 齿轮宽度↑ 齿向载荷分布系数↑ (3) 齿面硬度越高，越易偏载， 齿面较软时有变形退让。 (4) 制造、安装精度越高， 齿向载荷分布系数越小。
2
大作业4：齿轮传动的设计
设计如图所示给料机用二级圆柱齿轮减速器中低速级的直 齿圆柱齿轮传动。已知低速级小齿轮传递的功率P＝17 kW， 小齿轮的转速 n1＝30 r/min，传动比 i＝4，单向传动，工作平 稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命10年 。
则加工蜗轮的滚刀就不同。所以为避免滚刀 的数目太多，规定蜗杆分度圆直径标准化， 并与模数相匹配。令：
即使m、Z1相同，若d1不同，则γ也不同，
蜗轮加工
d1 q —— 蜗杆的直径系数 m
\
d 1 mq，tg Z 1 / q
13
5）传动比 i 和齿数比u
Z1 m n1 Z 2 m n2 n1 Z2 i u n2 Z1
传动比i12不变！
17
d1
P P
节线 蜗杆中心线 蜗杆中心线
P
a
' =d =d' 2= d2
d
2
mzmz2 2=
2
O22 O
d 2=
2 mz 2 O2 mz =d' 2= 2= 2 d' d
O2
a
2）中心距不变 a a ， Z 2 Z 2
' =d d2
2 mz 2=
O2
' =d d2
径向力Fr —— 指向各自轴线。 圆周力Ft —— 主反从同。 轴向力Fa1—— 蜗杆左(右)手螺旋定则。
2、力的大小
圆周力：
2T1 Ft 1 Fa 2 d1
轴向力：
2T2 Fa1 Ft 2 d2
径向力：
Fr 1 Fr 2 Ft 2 tan
蜗杆主动时：
Fa1 2T2 Fn cos n cos d 2 cos n cos
7
直线刀刃 车刀车制
2）环面蜗杆传动 —— 蜗杆轴向为凹圆弧面，蜗轮的节圆位于蜗杆的 节弧面上。 主平面内：蜗杆、蜗轮均为直线齿廓。 特点：同时啮合齿数较多； 易于形成油膜，承载能力强，效率较高。 3）锥蜗杆传动 特点：同时啮合齿数较多； 传动比范围大，侧隙可调； 传动具有不对称性。
8
二、蜗杆传动的特点 i =50～80 ——动力传动
一、主要参数及其选择
主平面——通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 主平面内蜗杆蜗轮传动相当于 ——直齿条与渐开线齿轮的啮合传动。
蜗杆—— 轴面参数 主平面 蜗轮——端面参数
10
1）模数m和压力角

p t2
p a1
中间平面
ma 1 m2 ma 1a1mmt t22 m t a1 a 1a 1 2t t22 t
5
8.1
蜗杆传动的类型及特点
按蜗杆形式分—— 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆
一、蜗杆传动的类型
6
1）圆柱蜗杆传动
由于刀具加工位置的不同，圆柱蜗杆可分为： (1) 阿基米德蜗杆(ZA) 普通圆柱蜗杆 (2) 渐开线蜗杆(ZI) (3) 法向直廓蜗杆(ZN) (4) 锥面包络圆柱蜗杆(ZK) ——铣刀铣制 圆弧圆柱蜗杆(ZC) ——凸圆弧形铣刀铣制 蜗轮用与配对蜗杆尺寸和形状相一致的刀具在滚齿机 上加工，滚切时的中心距与蜗杆传动的中心距相同。
Fa1 Ft1 tan 1.123 tan 8.849725 0.175kN Fa 2 （1分）
3）右旋；（1分），画出螺旋线方向(1分) 蜗杆3和蜗轮4所受个分力方向如图所示，蜗轮4的转动方 向如图所示。(6分)
26
齿轮 1
Fr1
蜗轮 4
Fa1
× ·
A
·Ⅰ
Ft1 Fa2 × Fa3
学习目标：
1 ）了解蜗杆传动的特点及应用。 2 ）掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择原则。 3 ）掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料及选用 原则。 4 ）掌握蜗杆传动的受力分析及其强度计算特点。 5 ）了解对蜗杆传动进行效率计算和热平衡计算的意义和方 法，掌握提高传动效率和散热能力的措施。
a
a
a
a'
a
a
a'
分度线(节线) 分度线
节线 分度线
分度线(节线)
P
d 1=d' 1 d
d 1=d' 1
d' 1
蜗杆中心线 蜗杆中心线
1
x2(b) 0, a a (a)
x2 (b) 0, a(c) a
a a x 2 m ( d 1 d 2 2 x 2 m ) / 2
Ft1
n4
Fr4
Fa4 × Ft4 Ft3
Ⅱ
电动机 齿轮 2
×
Fr2
·
B
Fr3
蜗杆 3
·
27
知识回顾！
1、蜗杆传动类型，特点及应用； 2、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算; 3、蜗杆传动变位特点（自学）； 4、蜗杆传动的失效形式、设计准则，常用材料及 选择原则，蜗杆传动的受力分析。
28
问题：
解：1）右旋。（1分）
P 3 103 T 29.84 N .m 2） 1 n1 960 2 / 60
（1分）
2T1 2 29.84 cos Ft1 1.123kN Ft 2 （1分） d1 2.5 21
25
1.123 tan 20 Fr1 Ft1 tan n / cos 0.414kN Fr（1分） 2 cos 8.849725
2 mz 2=
O2
a
a'
P
a d1
分度线 节线
a
节线 分度线
d' 1
蜗杆中心线
d' 1
P
d1
蜗杆中心线
x2 0, Z Z 2
' 2
(d)
' x2 0, Z 2 Z 2
(e)
' Z 2 Z 2 2x2
传动比i12改变！i12 Z 2 / Z1
18
Hale Waihona Puke 8.3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算
m 1 ( q Z 2 ) m( Z1 Z 2 ) 6）标准中心距 a a 2 2
14
二、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗杆、蜗轮的齿顶高、齿根高、齿全高、齿顶圆直径、 齿根圆直径可用直齿轮公式计算。
* ha 1, c * 0.2
d 1 mq d a 1 d 1 2h m d 1 2m a
20
二、蜗杆传动的受力分析
蜗轮转向的判别 ： a1的反向即为蜗轮圆周速度方向。 F 判定蜗轮转向 例1 判定蜗轮转向 例2
1、力的方向和蜗轮转向的判别
根据蜗杆的齿 向(左旋或右旋)伸 左手或右手，四指 沿蜗杆的转向握住 轴线，大拇指所指 即为蜗杆所受的轴 向力Fa1的方向。
法向力Fn1 —— 作用于垂直于蜗杆 轮齿齿向的法平面内。
(1) 配凑中心距
变位目的 (2) 提高蜗杆传动的承载能力 (3) 改变传动比 (4) 提高效率 变位实现—— 利用蜗轮加工刀具相对于蜗轮毛坯的径向 位移来实现。 蜗轮变位，蜗杆不变位—— 变位后蜗轮分度圆与节圆仍然重合，但蜗杆 在主平面上的节线不再与分度线重合。
16
1）中心距改变 a
a，
Z2 Z2
1）传动比大
i =300 ——分度机构
i max=1000 ——传递运动
2）连续啮合，传动平稳。 3）具有自锁性。 4）齿面相对滑动速度大，摩擦磨损较大，效率较低。 5）用于实现空间交错轴间的运动传递，一般交错角为90°。 6）通常用于中、小功率非长时间连续工作的应用场合。
9
8.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计 算
要求：基本
要求同大作业 3，同时要求 说明书层次清 楚，数据来源 准确。设计出 齿轮的结构。
联轴器
锥齿轮 斜齿轮
3
第八章
蜗杆传动
4
计划学时：2学时
主要内容：
蜗杆传动的特点及应用。蜗杆传动的主要参数及其选择。蜗 杆传动的失效形式、设计准则及材料选择。蜗杆传动的受力 分析及运动分析，蜗杆传动的承载能力计算。蜗杆传动的效 率、润滑和热平衡计算。蜗杆、蜗轮的结构。
1、确定蜗杆的头数 zl 和蜗轮的齿数z2 应考虑哪些因素？
2、蜗杆传动的失效形式和设计准则是什么？ 3、下图所示传动机构，确定各轴的回转方向，蜗轮轮齿的 螺旋方向，蜗轮蜗杆所受各力的方向和位置。
右旋蜗杆（主动）
4 1 Х Х
2
3
29
三、蜗杆传动的强度计算（也可以根据教材内容） 1）蜗轮齿面接触疲劳强度计算 计算原则：按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算！ 校核公式：
保证足够的啮合区： Z 2min 28 动力传动，保证足够的弯曲强度： Z Z2=28 ~ 80 3）导程角γ
2 max
80
Z1 pa Z1m Z1m PZ tg d1 d1 d1 d1
导程
12
4）蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 蜗杆加工
Z1m tg d1
计算热平衡和蜗杆刚度。
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3、常用材料 要求：足够的强度、良好的减摩耐磨性、良好的抗胶合性。 40、45钢，调质——低速不太重要 蜗杆材料 40、45钢、40Cr，表面淬火——一般传动 15Cr、20Cr、12CrMnT等， 渗碳淬火——高速重载