蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算.ppt

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1、第九章蝸桿傳動(dòng)9.1概述蝸桿傳動(dòng)圖一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1、特點(diǎn)：?jiǎn)渭?jí)傳動(dòng)比大;結(jié)構(gòu)緊湊;傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音;可自鎖;傳動(dòng)效率低;成本高。2、應(yīng)用：機(jī)床：數(shù)控工作臺(tái)、分度汽車：轉(zhuǎn)向器冶金：材料運(yùn)輸?shù)V山：開采設(shè)備起重運(yùn)輸：提升設(shè)備、電梯、自動(dòng)扶梯二、蝸桿傳動(dòng)的類型1、按蝸桿形狀分環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)2、根據(jù)齒面形狀不同分為：普通蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)3、阿基米德蝸桿在軸剖面：直線齒廓法剖面：凸曲線垂直軸剖面：阿基米德螺線車削加工，不能磨削，精度低。9.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算中間平面上的參數(shù)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇1、蝸桿

2、傳動(dòng)的正確嚙合條件及模數(shù)m和壓力角?旋向相同2、蝸桿分度圓直徑d1和導(dǎo)程角?為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目并便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，因此對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1（表9-1）導(dǎo)程角：普通蝸桿傳動(dòng)的m與d1搭配值（表9-1）3、傳動(dòng)比i、蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2蝸桿頭數(shù)Z1通常取為：1，2，3，4，或6Z2=iZ1，一般取Z2=28~804、傳動(dòng)中心距a和變位系數(shù)x2標(biāo)準(zhǔn)中心距變位蝸桿傳動(dòng)（只對(duì)蝸輪變位）（1）變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變:Z2′=Z2而傳動(dòng)中心距改變:a′≠a一般取∣x∣≤1按變位后的尺寸加工、安裝（2）變位前后，傳動(dòng)中心距不變a′=a蝸輪的齒數(shù)變化:Z2′

3、≠Z2一般取∣x∣≤15相對(duì)滑動(dòng)速度?Sm/s式中：d1--蝸桿分度圓直徑，mmn1--蝸桿的轉(zhuǎn)速，r/min?--蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角,度二、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算9.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和材料選擇一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：主要是齒面膠合、點(diǎn)蝕和磨損，而且失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：通常按齒面（蝸輪）接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的承載能力。在選擇許用應(yīng)力時(shí)，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。對(duì)閉式傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，必要時(shí)對(duì)蝸桿強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算。二、蝸桿和蝸輪的常用材料對(duì)蝸桿和蝸輪材料的要求：不僅要求具有足夠的強(qiáng)度，更重要的是要求具有良好

4、的減摩性、耐磨性和跑和性能。蝸桿材料：一般用碳素鋼或合金鋼制成蝸輪材料：一般為鑄造錫青銅、鑄造鋁鐵青銅、灰鑄鐵9.4普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析和計(jì)算載荷1受力分析而法向力取，則有N式中：T1、T2—分別為蝸桿和蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩，N.mm,T2=i?T1，N.mm,?—傳動(dòng)效率，i—傳動(dòng)比d1、d2—分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑,mm?——壓力角，?=20??——蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角，度力的方向：確定圓周力Ft及徑向力Fr的方向的方法同外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)，而軸向力Fa的方向則可根據(jù)相應(yīng)的圓周力Ft的方向來判定，即Fa1與Ft2方向相反，F(xiàn)t1與Fa2的方向

5、相反。也可按照主動(dòng)件左右手定則來判斷。力的方向判斷例題2蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算載荷計(jì)算載荷=K*名義載荷式中KA—工作情況系數(shù)K?—?jiǎng)虞d荷系數(shù)K?—齒向載荷分布系數(shù)二、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式為：設(shè)計(jì)公式為：MPamm3ZE—彈性系數(shù)，對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼制蝸桿配對(duì)時(shí)，取—蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，MPa式中：式中：—應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=107時(shí)，蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力，MPa—壽命系數(shù)9.5蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的效率式中：?1—嚙合效率?2?3—分別為軸承效率和攪油效率一般取?2?3=0.95~0.96蝸桿傳動(dòng)的總效率二、蝸桿傳動(dòng)的潤滑潤滑的目的：防止膠

6、合和磨損、提高效率開式：定期涂潤滑脂閉式：浸油或噴油三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)由摩擦損耗的功率產(chǎn)生的熱量為W式中：P1—蝸桿傳動(dòng)的功率，KW?—蝸桿傳動(dòng)的總效率單位時(shí)間由箱體外壁散發(fā)到空氣中的熱量為W式中Ks—散熱系數(shù)A—散熱面積t—達(dá)到平衡時(shí)，箱體內(nèi)的油溫，t在800以內(nèi)t0—周圍空氣溫度，t0=200根據(jù)熱平衡條件H1=H2可求得既定工作條件下的油溫在既定工作條件下，保持正常油溫所需要的散熱面積一般應(yīng)使t在80℃以下若t>80℃或有效的散熱面積不足時(shí),則必須采取措施,以提高其散熱能力常用措施:1、合理設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu),鑄出或焊上散熱片,以增大散熱面積2、在蝸輪軸上裝置風(fēng)扇

7、,進(jìn)行人工通風(fēng),以提高散熱系數(shù)3、在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇形冷卻水管4、采用壓力噴油循環(huán)潤滑9.6蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)一蝸桿的結(jié)構(gòu)車削：有退刀槽，二、蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪可制成整體式或裝配式1整體式2齒圈壓配式3螺栓聯(lián)接式4鑲鑄式斜齒圓柱齒輪—蝸桿減速器齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)的應(yīng)用圓柱齒輪減速器