蝸輪蝸桿設(shè)計(jì).doc

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1、蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)是用來(lái)傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。最常用的是軸交角∑=90°的減速傳動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比，在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比一般為5~80，常用15~50；在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可達(dá)300，若只傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比可達(dá)1000。蝸輪蝸桿傳動(dòng)工作平穩(wěn)無(wú)噪音。蝸桿反行程能自鎖。重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容本章中阿基米德蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)參數(shù)、受力分析、材料選擇、強(qiáng)度計(jì)算、傳動(dòng)效率等為重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容。對(duì)熱平衡計(jì)算、潤(rùn)滑方法、蝸桿蝸輪結(jié)構(gòu)等也應(yīng)一、蝸桿傳動(dòng)的類型?　圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)阿基米德蝸桿?(ZA蝸桿)?漸開(kāi)線蝸桿?(ZI蝸

2、桿)法向直廓蝸桿?(ZN蝸桿)錐面包絡(luò)蝸桿?(ZK蝸桿)與上述各類蝸桿配對(duì)的蝸輪齒廓，完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機(jī)上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應(yīng)與蝸桿的齒廓一致；深切時(shí)的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動(dòng)的中心距相同。圓柱蝸桿傳動(dòng)１、通圓柱蝸桿傳動(dòng)（１）阿基米德蝸桿這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓(即軸向齒廓)為直線，其齒形角α0=20°。它可在車床上用直線刀刃的單刀(當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時(shí))或雙刀(當(dāng)γ>3°時(shí))車削加工。安裝刀具時(shí)，切削刃的頂面必須通過(guò)蝸桿的軸線。這種蝸桿磨

3、削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。（２）漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)線蝸桿(ZI蝸桿)　蝸桿齒面為漸開(kāi)螺旋面，端面齒廓為漸開(kāi)線。加工時(shí)，車刀刀刃平面與基圓相切。可以磨削，易保證加工精度。一般用于蝸桿頭數(shù)較多，轉(zhuǎn)速較高和較精密的傳動(dòng)。?（３）法向直廓蝸桿這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開(kāi)線，法面(N-N)齒廓為直線。ZN蝸桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。車削時(shí)車刀刀刃平面置于螺旋線的法面上，加工簡(jiǎn)單，可用砂輪磨削，常用于多頭精密蝸桿傳動(dòng)。（４）錐面包絡(luò)蝸桿?這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時(shí)，盤(pán)狀銑刀或砂輪放置在蝸桿齒槽的法向面內(nèi)，除

4、工件作螺旋運(yùn)動(dòng)外，刀具同時(shí)繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，銑刀(或砂輪)回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線。這種蝸桿便于磨削，蝸桿的精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。２、圓弧圓柱蝸桿圖示的圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)和普通圓柱蝸桿傳動(dòng)相似，只是齒廓形狀有所區(qū)別。這種蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的刀具切制的，而蝸輪是用范成法制造的。在中間平面(即蝸桿軸線和蝸桿副連心線所在的平面)上，蝸桿的齒廓為凹弧，而與之相配的蝸輪的齒廓?jiǎng)t為凸弧形。所以，圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)是一種凹凸弧齒廓相嚙合的傳動(dòng)，也是一種線接觸的嚙合傳動(dòng)。其主要特點(diǎn)為:效率高，一般可達(dá)90%以上；承載能力

5、高，一般可較普通圓柱蝸桿傳動(dòng)高出50%～150%；體積??；質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)緊湊。這種傳動(dòng)已廣泛應(yīng)用到冶金、礦山、化工、建筑、起重等機(jī)械設(shè)備的減速機(jī)構(gòu)中。（二）環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的特征是，蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，所以把這種蝸桿傳動(dòng)叫做環(huán)面蝸桿傳動(dòng)(見(jiàn)下圖)。在這種傳動(dòng)的嚙合帶內(nèi)，蝸輪的節(jié)圓位于蝸桿的節(jié)弧面上，亦即蝸桿的節(jié)弧沿蝸輪的節(jié)圓包著蝸輪。在中間平面內(nèi)，蝸桿和蝸輪都是直線齒廓。由于同時(shí)相嚙合的齒對(duì)多，而且輪齒的接觸線與蝸桿齒運(yùn)動(dòng)的方向近似于垂直，這就大大改善了輪齒受力情況和潤(rùn)滑油膜形成的條件，因而承載能力約為阿基米德蝸桿傳動(dòng)的2～4倍，效率一般高達(dá)

6、0.85～0.9；但它需要較高的制造和安裝精度?！　〕鲜霏h(huán)面蝸桿傳動(dòng)外，還有包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。這種蝸桿傳動(dòng)分為一次包絡(luò)和二次包絡(luò)(雙包)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)兩種。它們的承載能力和效率較上述環(huán)面蝸桿傳動(dòng)均有顯著的提高。（三）錐蝸桿錐蝸桿傳動(dòng)也是一種空間交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，兩軸交錯(cuò)角通常為90°。蝸桿是由在節(jié)錐上分布的等導(dǎo)程的螺旋所形成的，故稱為錐蝸桿。而蝸輪在外觀上就象一個(gè)曲線齒錐齒輪，它是用與錐蝸桿相似的錐滾刀在普通滾齒機(jī)上加工而成的，故稱為錐蝸輪。錐蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是：同時(shí)接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大；傳動(dòng)比范圍大(一般為10～360)，承載能力和效率較高；側(cè)隙便于控制和調(diào)整；能作離合器

7、使用；可節(jié)約有色金屬；制造安裝簡(jiǎn)便，工藝性好。但由于結(jié)構(gòu)上的原因傳動(dòng)具有不對(duì)稱性，因而正、反轉(zhuǎn)時(shí)受力不同，承載能力和效率也不同。二、蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算在計(jì)算蝸桿傳動(dòng)幾何尺寸之前，先要選擇蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)。圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要幾何參數(shù)名?????稱符號(hào)說(shuō)明模數(shù)m1）m的大小由強(qiáng)度計(jì)算確定，并按GB（表2）取標(biāo)準(zhǔn)值2）蝸桿軸向模數(shù)ma1=蝸輪端面模數(shù)mt2=模數(shù)m壓力角α1）α的標(biāo)準(zhǔn)值是20°，動(dòng)力傳動(dòng)允許25°，分度傳動(dòng)允許15°或12°2）ZA蝸桿軸向壓力角αa=α；ZA、ZI、ZK蝸桿法向壓