《机械设计基础》课程教案主题11 蜗杆传动

主题11蜗杆传动

一、教学目标

1、能计算蜗杆传动的几何尺寸

2、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则

3、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数

4、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算

5、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则

二、课时分配

本章绪论共 5 个单元，本章安排 6个学时。其中理论学时 5 个学时，实践学时 1 个学时。

三、教学重点

蜗杆传动的失效形式和设计准则

四、教学难点

蜗杆传动的主要参数

五、教学内容

单元1 蜗杆传动的类型和特点

1、蜗杆传动的类型

2、蜗杆传动的特点

单元2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的计算

在蜗杆传动中，规定通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面，称为中间平面。对于阿基米德蜗杆蜗轮，在主平面内蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。

1、蜗杆传动的主要参数及其选择

（1）、蜗杆头数z

1、蜗轮齿数z

2

和传动比i 传动比i=n

1

／n

2

=z

1

／z

2

蜗杆头数z

1

=1、2、4、6（单头，i大，易自锁，效率低，但精度好；多头杆，

η↑，但加工困难，精度↓）蜗轮齿数z

2=iz

1

，Z

2

=27～80

（2）、模数和压力角

（3）、蜗杆分度圆上的导程角

（4）、蜗杆分度圆直径和蜗杆直径系数（5）、标准中心距

单元3 蜗杆传动的失效形式材料和结构

一、蜗杆传动的失效形式

蜗杆传动的失效形式有齿面胶合、点蚀、齿根折断及磨损二、蜗杆传动的材料和结构

单元4 圆柱蜗杆传动的受力分析及强度计算

一、圆柱蜗杆传动的受力分析

蜗杆与蜗轮轮齿上各方向判断如下。

①圆周力F

t 的方向。主动轮圆周力F

t1

方向与其节点速度方向相反，从动轮

圆周力F

t2

方向与其节点速度方向相同。

②径向力F

r

的方向。由啮合点分别指向各自轴心。

③轴向力F

a 的方向。蜗杆主动时，蜗杆轴向力F

a1

的方向由“主动轮左、右

手定则”判定，即右旋蜗杆用右手（左旋蜗杆用左手），四指顺着蜗杆转动方向弯曲，大拇指指向即蜗杆轴向力F

a1

的方向。

二、圆柱蜗杆传动的强度计算

单元5 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

一、蜗杆传动的效率

由式η

1=tanγ/tan（γ+ρv）可知，η

1

随ρ

v

的减小而增大，而ρ

v

与蜗

杆、蜗轮的材料、表面质量、润滑油的种类、啮合角以及齿面相对滑动速度有关。在一定范围内η

1

随γ增大而增大，故动力传动常用多头蜗杆以增大γ，但γ过大时，蜗杆制造困难，效率提高很少，故通常取γ<28°。

实际设计时，η

2η

3

通常取0.95~0.97，故蜗杆主动时，蜗杆传动的总效率

为η=（0.95~0.97）tanγ/tan（γ+ρ）二、蜗杆传动的润滑

三、蜗杆传动的热平衡计算

若计算的温差超过允许值，可采取以下述冷却措施：

（1）在箱体上加散热片以增大散热面积；

（2）在蜗杆轴上装风扇进行吹风冷却［见图（a）］；

（3）箱体油池内装设蛇形水管，用循环水冷却［见图（b）］；

（4）用循环油冷却［见图（c）］。

六、课后作业

完成主题检测。