第七章 蜗杆传动设计 ppt课件

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c.在蜗杆强度不削弱的情况下，能增大 涡轮的齿根厚度，使涡轮轮齿的弯曲强 度增大。 d.传动比范围大（最大可以达到100）， 制造工艺简单，重量轻。 e.传动中心距难以调整，对中心距误差 的敏感性强。
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2．环面蜗杆传动
蜗杆分度曲面是圆环面的蜗杆称为环面蜗杆，和
齿面间综合曲率半径也增大等。
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因此，在相同的尺寸下，其承载能 力可提高1.5～3倍（小值适于小中心距， 大值适于大中心距）；若传递同样的功 率，中心距可减小20％～40％。它的缺 点是：制造工艺复杂，不可展齿面难以 实现磨削，故不宜获得精度很高的传动。 只有批量生产时，才能发挥其优越性， 其应用现在已日益增加。
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图7-2
即，其运动特性相当于螺旋副的工况。蜗
杆相当于单头或多头螺杆，涡轮相当于一
个“不完整的螺母”包在蜗杆上。蜗杆本
身轴
线转动一周，
蜗轮相应转过
一个或多个齿
（如图所示）。
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图7-2
一、蜗杆传动的特点 与齿轮传动相比较，蜗杆传动具有
传动比大，在动力传递中传动比在8～ 100之间，在分度机构中传动比可以达到 1000；传动平稳、噪声低；结构紧凑； 在一定条件下可以实现自锁等优点而得到 广泛使用。但蜗杆传动有效率低、发热量 大和磨损严重，涡轮齿圈部分经常用减磨 性能好的有色金属（如青铜）制造，成本 高等缺点。
普通圆柱蜗杆传动的主要参数有：模
直廓环面蜗杆，和相应的涡轮组成的传动称为直
廓环面蜗杆传 动，如图7பைடு நூலகம்7 所示。
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图7-7
这种蜗杆传动的特点是：由于其蜗杆
和蜗轮的外形都是环面回转体，可以互相 包容，实现多齿接触和双接触线接触，接 触面积大；又由于接触线与相对滑动速度
v s 之间的夹角约为90°，易于形成油膜，
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图7-6
圆弧圆柱蜗杆（ZC蜗杆）传动是一种非直 纹面圆柱蜗杆，在中间平面上蜗杆的齿廓为凹 圆弧，与之相配的涡轮齿廓为凸圆弧，如图7 －6所示。
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图7-6
这种蜗杆的传动特点是： a.蜗杆与蜗轮两共轭齿面是凹凸啮合，增 大了综合曲率半径，因而单位齿面接触 应力减小，接触强度得以提高。 b.瞬时啮合时的接触线方向与相对滑动速 度方向的夹角（润滑角）大，易于形成 和保持共轭齿面间的动压油膜，使摩擦 系数减小，齿面磨损小，传动效率可达 95％以上。
相应的蜗轮组成的传动称为环面蜗杆传动（如图
7－7）。它又分为：直廓环面蜗杆传动（俗称
球面蜗杆传动）；
平面包络环面蜗
杆传动（又称为
一、二次包络）；
渐开线包络环面
蜗杆传动和锥面
包络环面蜗杆传
动。
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图7-7
下面我们看一下直廓环面蜗杆传动的特点。 一个环面蜗杆，当其轴向齿廓为直线时称为
如图6－1所示，在中间平面上，普通圆柱蜗杆传动就
相当于齿条与齿轮的啮合传动。故此，在设计蜗杆传动
时，均取中间平
面上的参数（如
模数、压力角）
和尺寸（如齿顶
圆、分度圆等）
为基准，并沿用
齿轮传动的计算
关系，其主要依
据是国家标准
GB10087-88和
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图7-1
GB10088－88。 23
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及选择
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3．锥蜗杆传动 锥蜗杆传动中的蜗杆为一等导程的
锥形螺旋，涡轮则与一曲线齿圆锥齿轮 相似（如图6－2c）。
由于普通圆柱蜗杆传动加工制造简
单，用的最为广泛，所以我们主要介绍 以阿基米德蜗杆为代表的普通圆柱蜗杆 传动。
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§7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
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图7-5
为外凸线，端面上齿廓为阿基米德螺线。 这种蜗杆切制简单，但难以用砂轮磨削出精确 齿形，精度较低。
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图7-5
b.渐开线圆柱蜗杆（ZI蜗杆）
如图7－4b所示。加工时，车刀刀刃平面与基圆或 上或下相切，被切出的蜗杆齿面是渐开线螺旋面，端 面上齿廓为渐开线。这种蜗杆可以磨削，易保证加工 精度。
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图7-4
c.法向直廓圆柱蜗杆（ZN蜗杆） 又称延伸渐开线蜗杆，如图6－3c所示。车制时刀
刃顶面置于螺旋线法面上，蜗杆在法向剖面上具有直线 齿廓，在端面上为延伸渐开线齿廓。这种蜗杆可用砂轮 磨齿，加工较简单，常用作机床的多头精密蜗杆传动。
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图7-4
（2）圆弧圆柱蜗杆传动
动具有传动比大而 结构紧凑等优点， 所以在各类机械， 如机床、冶金、矿 山、起重运输机械 中得到广泛使用。
图7-1
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精品资料
蜗杆传动是在齿轮传动的基础上发展起来 的，它具有齿轮传动的某些特点，即在中间平 面（通过蜗杆轴线并垂直于涡轮轴线的平面）
内的啮合情况 与齿轮齿条的 啮合相类似， 又有区别与齿 轮传动的特性。
图7－6所示）。
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图7-6
（1）普通圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动主要分为如图7－
4所示的三种。
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图7-4
a.阿基米德圆柱蜗杆（ZA蜗杆） 如图7－5所示，其齿面为阿基米德螺旋面。加工 时，梯形车刀切削刃的顶平面通过蜗杆轴线，在 轴向剖面I-I具有直线齿廓，法向剖面N-N上齿廓
第七章 蜗杆传动设计
1．教学目标 1．了解掌握蜗杆传动的啮合特点、运动关系 和几何参数； 2．掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算和热 平衡计算方法； 2．教学重点和难点 重点：普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、运动 关系和几何参数； 难点：蜗杆传动的受力分析。
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§7.1 蜗杆传动概述
蜗杆传动是由蜗杆和涡轮组成，如图所示。常 用于交错轴∑＝90°的两轴之间传递运动和动 力。一般蜗杆为主动件，作减速运动。蜗杆运
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二、蜗杆传动的类型 按蜗杆分度曲面的形状不同，蜗杆传动
可以分为：圆柱蜗杆传动（如图a）、环面 蜗杆传动（如图b）、锥蜗杆传动（如图c） 三种类型。
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图7-3
1、圆柱蜗杆传
动
圆柱蜗杆传
动可以分为普通
圆柱蜗杆传动
（如前图7－1所
图7-1
示）和圆弧圆柱
蜗杆传动（如后