第二节蜗杆传动的基本参数
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蜗轮蜗杆基本参数模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数(取1)及顶隙系数(取0.2)。
其中,模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角,亦即涡轮端面的模数和压力角,且均为标准值;蜗杆直径系数q 为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值。
蜗杆传动的三大种类及特点一、圆柱蜗杆1、普通圆柱蜗杆(1)阿基米德蜗杆:这种蜗杆,在垂直于蜗杆轴线的平面(即端面)上,齿廓为阿基米德螺旋线,在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线,其齿形角α0=20°。
它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角γ≤3°时)或双刀(当γ》3°时)车削加工。
安装刀具时,切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。
这种蜗杆磨削困难,当导程角较大时加工不便。
(2)渐开线蜗杆:渐开线蜗杆(ZI蜗杆)蜗杆齿面为渐开螺旋面,端面齿廓为渐开线。
加工时,车刀刀刃平面与基圆相切。
可以磨削,易保证加工精度。
一般用于蜗杆头数较多,转速较高和较精密的传动。
(3)法向直廓蜗杆:这种蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线,法面(N-N)齿廓为直线。
ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工。
车削时车刀刀刃平面置于螺旋线的法面上,加工简单,可用砂轮磨削,常用于多头精密蜗杆传动。
(4)锥面包络蜗杆:这是一种非线性螺旋曲面蜗杆。
它不能在车床上加工,只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。
加工时,盘状铣刀或砂轮放置在蜗杆齿槽的法向面内,除工件作螺旋运动外,刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。
这时,铣刀(或砂轮)回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面,在I-I及N-N截面上的齿廓均为曲线。
这种蜗杆便于磨削,蜗杆的精度较高,应用日渐广泛。
2、圆弧圆柱蜗杆圆弧圆柱蜗杆传动和普通圆柱蜗杆传动相似,只是齿廓形状有所区别。
这种蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的刀具切制的,而蜗轮是用范成法制造的。
在中间平面(即蜗杆轴线和蜗杆副连心线所在的平面)上,蜗杆的齿廓为凹弧,而与之相配的蜗轮的齿廓则为凸弧形。
(a )圆柱蜗杆传动 (b )环面蜗杆传动 (c )锥面蜗杆传动图8.2 蜗杆传动的类型机械设计基础讲义第八章蜗杆传动具体内容 蜗杆传动特点与类型;蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算;蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑;蜗杆传动受力分析与计算载荷;蜗杆传动失效形式与设计准则;蜗杆传动材料与许用应力;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与几何尺寸计算;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 蜗杆传动的特点与类型蜗杆传动由蜗杆与蜗轮构成(图8.1),用于传递交错轴之间的运动与动力,通常两轴间的交错角︒=∑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(通常为0.7~0.9);蜗轮齿圈常使用铜合金制造,成本高。
二、蜗杆传动的类型根据蜗杆形状的不一致,蜗杆传动可分为圆杆蜗杆传动、环面蜗杆传动与锥面蜗杆传动三种类型,如图8.2所示。
图8.1 蜗杆传动 1-蜗杆,2-蜗轮根据加工方法不一致,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)与圆弧圆柱蜗杆传动(ZC型)等。
前三种称之普通圆柱蜗杆传动,见图8.3所示。
(a)阿基米德蜗杆(b)法向直廓蜗杆(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与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与设计计算问题。
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之中间平面,见图6.4。
在中间平面内,蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与齿轮的啮合。
因此,设计圆柱蜗杆传动时,均取中间平面上的参数与几何尺寸作为基准。