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1、蝸桿傳動蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算（一）教學要求1、了解蝸桿傳動特點、類型2、掌握蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算3、熟悉普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件、強度計算及熱平衡計算等。（二）教學的重點與難點重點：普通圓柱蝸桿傳動的幾何參數(shù)計算、正確嚙合條件、強度計算。難點：蝸桿傳動的受力分析。蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪與機架組成。一般蝸桿為主動件、蝸輪為從動件。蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，一般兩軸交角為90°，如圖所示。蝸桿傳動具有自鎖性，作減速運動。廣泛應用于各種機械和儀器設備中。11.1.1蝸桿傳動的類型圓弧
2、面蝸桿傳動錐面蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動按蝸桿形式分優(yōu)點：傳動比大、機構緊湊；。若只傳遞運動（如分度運動），其傳動比可達1000。傳動平穩(wěn)、無噪音；反向行程時可自鎖，安全保護。缺點：齒面相對滑動速度大，易磨損，效率低，一般為0.7－0.8，當具有自鎖時，效率小于0.5；效率低、成本較高。11.1.2蝸桿傳動的特點11.2蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面。在中間平面上，蝸桿與蝸輪的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。11.2.1蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動比i蝸桿頭數(shù)z1=1~4：單頭：傳動比大，
3、易自鎖，效率低，精度高。多頭：傳動比小，但加工困難，精度降低。傳動比：注意：蝸桿傳動的傳動比僅與蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)有關，而不等于分度圓直徑之比。2.模數(shù)m和壓力角蝸桿傳動的設計計算都是以中間平面內的參數(shù)和幾何關系為標準。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。根據(jù)正確嚙合條件，蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)；蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角。規(guī)定中間平面上的模數(shù)和壓力角為標準值，則，通常蝸桿螺旋線的升角，升角小時傳動效率低，但可實現(xiàn)自鎖；升角大時傳動效率高，但蝸桿的車削加工困難。3.蝸桿螺旋線升角蝸桿螺旋線的導程為：螺旋升角與導程的關
4、系：4．蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q蝸桿的分度圓直徑：直徑系數(shù)：當模數(shù)一定時，q值越小，d1越小.升角越大，傳動效率越高，但蝸桿的剛度和強度降低。由（已標準化）得5.標準中心距a11.2.2蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的幾何尺寸計算見表11.3蝸桿傳動的正確嚙合條件蝸桿傳動的滑動速度較大的VS易發(fā)生齒面磨損和膠合；如潤滑條件良好（形成油膜條件）則較大的VS則有助于形成潤滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動效率。1.齒面間滑動速度11.3蝸桿傳動的失效形式和計算準則11.3.1蝸桿傳動的失效形式2.失效形式：主要有點蝕、齒根折斷、齒面膠合和磨損。最常見失效是齒面膠
5、合和過度磨損。（1）開式傳動：主要失效是齒面磨損和輪齒折斷。設計準則：按齒根彎曲疲勞強度為設計準則。（2）閉式傳動：主要失效是膠合、磨損和點蝕。設計準則：按齒面接觸疲勞強度設計，再校核齒根彎曲疲勞強度，另計算熱平衡和蝸桿剛度。11.4蝸桿傳動的材料和結構11.4.1蝸桿傳動的材料要求：足夠的強度；良好的減摩、耐磨性；良好的抗膠合性。為了減摩，通常蝸桿用碳鋼和合金鋼制成，高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳(shentan)淬火，或45鋼、40Cr淬火。低速中輕載的蝸桿可用45鋼調質。蝸輪用有色金屬，常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。11.4.2蝸桿
6、、蝸輪的結構1.蝸桿的結構蝸桿通常與軸做成一體，稱為蝸桿軸。（1）銑(xi)制蝸桿（2）車制蝸桿2.蝸輪的結構常用蝸輪的結構形式如下：整體式蝸輪齒圈式蝸輪鑲xiang鑄式蝸輪螺栓聯(lián)接式蝸輪11.5蝸桿傳動的強度計算1．力的大小11.5.1蝸桿傳動的受力分析Fn分解為三個相互垂直的力：切向力Ft、徑向力Fr、軸向力Fa。由于蝸桿與蝸輪軸交角為90°,故蝸桿切向力Ft1與蝸輪軸向力Fa2、蝸輪切向力Ft2與蝸桿軸向力Fa1、蝸桿徑向力Fr1與蝸輪徑向力Fr2為作用力與反作用力。各力的大小計算如下:T1、T2分別為作用在蝸桿和蝸輪上的轉矩2.蝸桿蝸輪受力方向蝸桿切向力F
7、t1是阻力，方向與蝸桿轉動方向相反，蝸輪切向力Ft2與其回轉方向相同；兩徑向力Fr1和Fr2分別指向各自的輪心；軸向力Fa1的方向根據(jù)蝸桿的螺旋線旋向和回轉方向，應用左、右手定則來確定。設計公式：11.5.3蝸輪齒根彎曲疲勞強度校核11.5.2蝸輪齒面接觸疲勞強度計算校核公式：蝸輪輪齒彎曲疲勞強度所限定的承載能力,大都超過齒面點蝕和熱平衡計算所限制的承載能力,因此，一般不進行彎曲強度計算。：11.5.4蝸桿的剛度計算蝸桿剛度條件：許用最大撓度：截面慣性矩I：11.6蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算11.6.1蝸桿傳動的效率閉式蝸桿傳動的總效率包括三部分:輪齒嚙合摩
8、擦損失效率
