蝸輪蝸桿設計

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1、蝸輪蝸桿設計摘要蝸桿傳動從屬齒輪傳動，在現(xiàn)代工業(yè)中應用非常廣泛。蝸輪蝸桿包含兩個部分：蝸桿和蝸輪，其齒形大多數(shù)由直線、平面或者平面上的曲線經(jīng)過一次或兩次展成運動形成。由于蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)性特點，它用于傳遞空間兩相錯軸間的運動和動力。蝸桿傳動機構(gòu)多數(shù)情況下蝸桿為主動件，蝸輪為被動件。蝸桿傳動具有傳動比大、體積小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小等特點。在機床制造業(yè)中，普通圓柱蝸桿傳動的應用尤為普遍，并且?guī)缀醭闪艘话愕退賯鲃庸ぷ髋_和連續(xù)分度機構(gòu)的唯一傳動形式；冶金工業(yè)軋機壓下機構(gòu)都采用大型蝸桿傳動;煤礦設備中的各種類型的絞車及采煤機組牽引傳動;起重運輸業(yè)中各種提升設備及無軌電車等都采用蝸桿傳

2、動。其他，在精密儀器設備、軍工、宇宙觀測儀器中，蝸桿傳動常用作分度機構(gòu)、操縱機構(gòu)、計算機構(gòu)、測距機構(gòu)等等，大型天文望遠鏡、雷達等也離不開蝸桿傳動。關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿目錄第一章蝸桿傳動的類型和特點11.1蝸桿傳動的類型11.2蝸桿傳動的特點2第二章蝸輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算32.1蝸桿傳動的基本參數(shù)32.2蝸桿傳動的幾何尺寸計算6第三章蝸輪傳動的失效形式、設計準則、材料和結(jié)構(gòu)73.1蝸桿傳動的失效形式和設計準則73.2蝸桿、蝸輪的材料和結(jié)構(gòu)8第四章蝸輪傳動的強度計算104.1蝸桿傳動的受力分析104.2蝸輪齒面接觸疲勞強度計算114.3蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強度計算

3、12第五章蝸輪傳動的效率、潤滑和熱平衡計算135.1蝸桿傳動的效率135.2蝸桿傳動的潤滑135.3蝸桿傳動的熱平衡計算15結(jié)論17致謝18參考文獻19西安工業(yè)大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）106西安工業(yè)大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）第一章蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機架組成，用來傳遞空間兩交錯軸的運動和動力。如圖1-1所示。通常兩軸交錯角為90°,蝸桿為主動件。1.1蝸桿傳動的類型如圖1-2所示，根據(jù)蝸桿的形狀，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動（圖a），環(huán)面蝸桿傳動（圖b）,和錐面蝸桿傳動(圖c)。圖1-1蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動，按蝸桿軸面齒型又可分為普通

4、蝸桿傳動和圓弧齒圓柱蝸桿傳動。普通蝸桿傳動多用直母線刀刃的車刀在車床上切制，可分為阿基米德蝸桿（ZA型）、漸開蝸桿（ZI型）和法面直齒廓蝸桿（ZH型）等幾種。a)b)c)圖1-2蝸桿傳動的類型如圖1-3所示，車制阿基米德蝸桿時刀刃頂平面通過蝸桿軸線。該蝸桿軸向齒廓為直線，端面齒廓為阿基米德螺旋線。阿基米德蝸桿易車削難磨削，通常在無需磨削加工情況下被采用，廣泛用于轉(zhuǎn)速較低的場合。如圖1-4所示，車制漸開線蝸桿時，刀刃頂平面與基圓柱相切，兩把刀具分別切出左、右側(cè)螺旋面。該蝸桿軸向齒廓為外凸曲線，端面齒廓為漸開線。漸開線蝸桿可在專用機床上磨削，制造精度較高，可用于轉(zhuǎn)速較高功

5、率較大的傳動。蝸桿傳動類型很多，本章僅討論目前應用最為廣泛的阿基米德蝸桿傳動。106西安工業(yè)大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）1.2蝸桿傳動的特點(1)傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。單級傳動比一般為10～40(<80)，只傳動運動時（如分度機構(gòu)），傳動比可達1000。(2)傳動平穩(wěn)，噪聲小。由于蝸桿上的齒是連續(xù)的螺旋齒，蝸輪輪齒和蝸桿是逐漸進入嚙合又逐漸退出嚙合的，故傳動平穩(wěn)，噪聲小。(3)有自鎖性。當蝸桿導程角小于當量摩擦角時，蝸輪不能帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，呈自鎖狀態(tài)。手動葫蘆和澆鑄機械常采用蝸桿傳動滿足自鎖要求。(4)傳動效率低。蝸桿蝸輪嚙合處有較大的相對滑動，摩擦劇烈、發(fā)熱量大，故

6、效率低。一般η＝0.7～0.9，具有自鎖性能的蝸桿效率僅0.4。(5)蝸輪造價較高。為了減摩和耐磨，蝸輪常用青銅制造，材料成本較高。由上述特點可知：蝸桿傳動適用于傳動比大，傳遞功率不大，兩軸空間交錯的場合。圖1-3阿基米德蝸桿圖1-4漸開線蝸桿106西安工業(yè)大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）第二章蝸輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算圖2-1所示阿基米德蝸桿傳動，通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面稱為主平面（中間平面）。在主平面上蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。為了加工方便，規(guī)定主平面的幾何參數(shù)為標準值。2.1蝸桿傳動的基本參數(shù)1.蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳

7、動比圖2-1阿基米德蝸桿傳動的幾何尺寸蝸桿頭數(shù)z1,即為蝸桿螺旋線的數(shù)目。蝸桿的頭數(shù)一般取z1=1～6。當傳動比大于40或要求自鎖時取z1=1；當傳動功率較大時，為提高傳動效率取較大值，但蝸桿頭數(shù)過多，加工精度難于保證。蝸輪的齒數(shù)一般取z2＝27～80。z2過少將產(chǎn)生根切；z2過大，蝸輪直徑增大，與之相應的蝸桿長度增加，剛度減小。蝸桿傳動的傳動比等于蝸桿與蝸輪轉(zhuǎn)速之比。當蝸桿回轉(zhuǎn)一周時，蝸輪被蝸桿推動轉(zhuǎn)過z1個齒（或z1/z2周），因此傳動比為：式中：n1、n2分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速（r/min）。在蝸桿傳動設計中，傳動比的公稱值按下列數(shù)值選取