蜗杆传动ppt
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《蜗杆传动上课版》课件
04 传动比
蜗杆与蜗轮之间的转速之
比，决定了传动的减速或
增速效果。
蜗杆传动的应用范围
工业制造领域
用于各种机械设备中 的减速或增速传动， 如纺织机械、印刷机
械等。
交通运输领域
用于车辆、船舶和飞 机中的传动系统，如 发动机、变速器等。
农业机械领域
用于拖拉机、收割机 等农业机械中的传动
系统。
新能源领域
在风力发电、太阳能 发电等新能源领域中 ，蜗杆传动也得到了
切削加工是制造蜗杆传动的关键步骤， 需要精确控制切削参数和刀具几何形状 ，以保证蜗杆的精度和表面质量。
材料选择应根据使用要求和工作环境， 选择合适的材料和规格，以确保蜗杆传 动的性能和寿命。
热处理对于提高蜗杆传动的硬度和耐磨 性至关重要，包括淬火、回火和表面处 理等工艺。
蜗杆传动的维护保养
定期检查蜗杆传动的润滑 状况，确保润滑良好以减 少摩擦和磨损。
智能化控制
结合现代控制技术， 实现蜗杆传动的智能 化控制，提高传动精 度和效率。
拓展应用领域
探索蜗杆传动在更多 领域的应用，扩大其 使用范围。
04
蜗杆传动的设计与计算
蜗杆传动的设计原则
高效性
蜗杆传动应尽可能地提高传动效率， 减少能量损失。
稳定性
保证蜗杆传动的长期稳定运行，减少 维护和更换的频率。
材料和许用应力选择
根据计算结果，选择合适的材 料和确定许用应力，以确保蜗 杆传动的安全性和可靠性。
润滑和散热设计
考虑蜗杆传动的润滑和散热需 求，设计合理的润滑和散热系
统。
蜗杆传动的优化设计
参数优化
对蜗杆传动的参数进行 优化设计，以提高其性
能和降低制造成本。
机械原理—蜗杆传动概述课件
振动与噪声
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
蜗杆传动PPT演示课件
n2 周向力 Ft2 =轴向力 Fa1
Fa1
从动轮转向 n2
Fr1
机械基础部分
20
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右手螺旋定则 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
机械基础部分
21
例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗 杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。
铸锡青铜：适用于齿面滑动速度 较高的传动。 （抗胶合能力强，抗点蚀能力差）
蜗轮常用材料有：铸铝青铜：vs≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差） 灰铸铁： vs≤ 2 m/s 的场合，且要进行时效 处理，防止变形。
机械基础部分
6
二、蜗杆、涡轮的结构
1. 蜗杆的结构 蜗杆常和轴做成一个整体。
★无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
机械基础部分
5
由于蜗杆传动的特点，蜗杆副的材料不仅要求有足够的强度， 更重要的是具有良好的减摩耐磨和抗胶合性能。为此常采用 青铜作蜗轮齿圈，并与淬硬磨削的钢制蜗杆相匹配。
蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢。高速重载的蜗杆常用15Cr、 20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用 45钢调质。精度要求高的蜗杆需经磨削。
机械基础部分
1
蜗杆传动
机械基础部分
2
第7章蜗杆传动
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件，用于传 递交错轴间的回转运动和动力，通常两轴交错角∑为90˚ 。
机械基础部分
3
§7.1 蜗杆传动的类型和特点 §7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §7.3 蜗杆传动的材料和结构 §7.4 蜗杆传动的强度计算 §7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §7.6 蜗杆传动的安装与维护
Fa1
从动轮转向 n2
Fr1
机械基础部分
20
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右手螺旋定则 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
机械基础部分
21
例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗 杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。
铸锡青铜：适用于齿面滑动速度 较高的传动。 （抗胶合能力强，抗点蚀能力差）
蜗轮常用材料有：铸铝青铜：vs≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差） 灰铸铁： vs≤ 2 m/s 的场合，且要进行时效 处理，防止变形。
机械基础部分
6
二、蜗杆、涡轮的结构
1. 蜗杆的结构 蜗杆常和轴做成一个整体。
★无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
机械基础部分
5
由于蜗杆传动的特点，蜗杆副的材料不仅要求有足够的强度， 更重要的是具有良好的减摩耐磨和抗胶合性能。为此常采用 青铜作蜗轮齿圈，并与淬硬磨削的钢制蜗杆相匹配。
蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢。高速重载的蜗杆常用15Cr、 20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用 45钢调质。精度要求高的蜗杆需经磨削。
机械基础部分
1
蜗杆传动
机械基础部分
2
第7章蜗杆传动
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件，用于传 递交错轴间的回转运动和动力，通常两轴交错角∑为90˚ 。
机械基础部分
3
§7.1 蜗杆传动的类型和特点 §7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §7.3 蜗杆传动的材料和结构 §7.4 蜗杆传动的强度计算 §7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §7.6 蜗杆传动的安装与维护
蜗轮蜗杆传动.pptx
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿所受法向力Fn可分 解为：径向力Fr、周向力Ft、轴向力Fa。
1. 力的大小
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
表12-3 蜗杆传动的几何尺寸计算
名称 分度圆直径
齿顶高 齿根高
齿顶圆直径
齿根圆直径
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d
ha hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切 特点：端面---渐开线
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿 基米德蜗杆。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、圆柱蜗杆传动的主要参数:
1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
主平面
β1 γ=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面
1. 力的大小
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
表12-3 蜗杆传动的几何尺寸计算
名称 分度圆直径
齿顶高 齿根高
齿顶圆直径
齿根圆直径
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d
ha hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切 特点：端面---渐开线
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿 基米德蜗杆。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、圆柱蜗杆传动的主要参数:
1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
主平面
β1 γ=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面
蜗杆传动PPT课件
1.蜗轮材料的许用应力[sH]
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。
低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。
低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗轮蜗杆传动PPT课件
效是齿面胶合和过度磨损。
（1）开式传动：主要失效是齿面磨损和轮齿折断。 设计准则：按齿根弯曲疲劳强度为设计准则。 （2）闭式传动：主要失效是胶合、磨损和点蚀。 设计准则：按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲 劳强度，另计算热平衡和蜗杆刚度。
13
11.4 蜗杆传动的材料和结构
11.4.1 蜗杆传动的材料
要求：足够的强度；良好的减摩、耐磨性；良好的抗 胶合性。
为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载 的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、 40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
14
11.4.2 蜗杆、蜗轮的结构
A齿面疲劳点蚀 B齿根的弯曲折断
C齿面的胶合和磨损；D齿面的塑性变形
36
习题
1、试分析图示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿 的螺旋线方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向 （用各分力表示）。
37
2、图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I为主动件， 为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试确定：
难点：蜗杆传动的受力分析。
2
蜗杆传动的类型和特点
蜗杆传动由蜗杆、蜗轮 与机架组成。一般蜗杆为主 动件、蜗轮为从动件。蜗杆 传动用来传递空间两交错轴 之间的运动和动力，一般两 轴交角为90°，如图所示。 蜗杆传动具有自锁性，作减 速运动。广泛应用于各种机 械和仪器设备中。
3
11.1.1 蜗杆传动的类型
蜗杆下置式浸油润滑,润滑效果较好，但搅油损失大。
11.6.3 蜗杆传动热平衡计算
摩擦热使温升较高，润滑油粘度下降，加剧磨损和胶 合。所以，闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。
（1）开式传动：主要失效是齿面磨损和轮齿折断。 设计准则：按齿根弯曲疲劳强度为设计准则。 （2）闭式传动：主要失效是胶合、磨损和点蚀。 设计准则：按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲 劳强度，另计算热平衡和蜗杆刚度。
13
11.4 蜗杆传动的材料和结构
11.4.1 蜗杆传动的材料
要求：足够的强度；良好的减摩、耐磨性；良好的抗 胶合性。
为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载 的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、 40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
14
11.4.2 蜗杆、蜗轮的结构
A齿面疲劳点蚀 B齿根的弯曲折断
C齿面的胶合和磨损；D齿面的塑性变形
36
习题
1、试分析图示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿 的螺旋线方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向 （用各分力表示）。
37
2、图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I为主动件， 为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试确定：
难点：蜗杆传动的受力分析。
2
蜗杆传动的类型和特点
蜗杆传动由蜗杆、蜗轮 与机架组成。一般蜗杆为主 动件、蜗轮为从动件。蜗杆 传动用来传递空间两交错轴 之间的运动和动力，一般两 轴交角为90°，如图所示。 蜗杆传动具有自锁性，作减 速运动。广泛应用于各种机 械和仪器设备中。
3
11.1.1 蜗杆传动的类型
蜗杆下置式浸油润滑,润滑效果较好，但搅油损失大。
11.6.3 蜗杆传动热平衡计算
摩擦热使温升较高，润滑油粘度下降，加剧磨损和胶 合。所以，闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。
蜗杆传动特点ppt课件
ppt课件
27
n
F
n
F r1
Ft1
F a1
P
nd11
分度圆柱面
(a)
n2 d
2
Ft2 Ft1
d 1
P
Fa2
Fr2
Ft1
F a1
P n1
(b)
n2
Fr2
Fa2
Ft2
F a1
Fr1
Ft1
n 1
(c)
图 11 - 3 蜗杆传动受力分析
ppt课件
28
力的大小计算如下:
Ft1
2T1 d1
Fa 2
ppt课件
26
蜗杆蜗轮受力方向的判定规律与斜齿圆柱齿轮 相同。 主动蜗杆上的切向力Ft1是阻力, 其方向 与蜗杆转动方向相反, 从动蜗轮切向力Ft2与其 回转方向相同； 两径向力Fr1和Fr2分别指向 各自的轮心； 轴向力Fa1的方向根据蜗杆的螺 旋线旋向和回转方向, 应用左、 右手定则来确 定。
常用的蜗杆、 蜗轮配对材料见表11 - 1。 蜗轮 常用材料的许用接触应力见表11 - 2和表11 - 3。
ppt课件
22
11.4蜗杆传动的强度计算
11.4.1蜗杆传动的受力分析
1、蜗轮转向的确定
如图11 - 2(a)所示, 当蜗杆为右旋, 顺时针方向 旋转(沿轴线向左看)时, 用右手, 四指顺着蜗 杆转向握起来, 大拇指沿蜗杆轴线所指的相 反方向即为蜗轮上节点速度方向, 因此蜗轮 逆时针方向旋转； 当蜗杆为左旋时, 则用左 手按相同方法判定蜗轮转向, 如图11 - 2 (b)所 示。
a=(d1+d2)/2=m(q+Z2)/2
机械设计基础课件第六章蜗杆传动
例如，齿形为A、齿形角α为20°、模数为10 mm、 分度圆直径为90 mm、头数为2的右旋圆柱蜗杆；齿数 为80的蜗轮以及由它们组成的圆柱蜗杆传动的标记如下。 蜗杆标记为：蜗杆
ZA10 90 R2
蜗轮标记为：蜗轮
ZA10 80
蜗杆传动标记为： ZA10 90 R 2 / 80
6.3
6.3.1
6.4.2
蜗杆传动的强度计算
蜗轮齿面接触疲劳强度计算与斜齿轮相似，由赫 兹公式可得，蜗杆传动接触强度校核公式
中间平面
2、传动比 i 、蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2 传动比——从动轮齿数比主动轮齿数
n i 1
n2
Z 2
Z1
u
蜗杆头数Z1 一般Z1=1、2、4， 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Z2 为避免根切， Z2 26 动力传动， Z2 80 具体应用传动比 i 、蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2， 可以参考教材表6-1、6-2。
蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动的滑动速度
在蜗杆传动中，蜗杆蜗轮的啮合齿面间 会产生很大的相对滑动速度 s 如图所示。
s
cos
1
sin
2
式中： 1 2 ——蜗杆和蜗轮 分度圆上的圆周速度.
6.3.2
蜗杆传动的失效形式和设计Байду номын сангаас则
和齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式主要 有：胶合、磨损、疲劳点蚀和轮齿折断等。由于 蜗杆传动啮合面间的相对滑动速度较大，效率低， 发热量大，在润滑和散热不良时，胶合和磨损为 主要失效形式。 蜗杆传动的设计准则为：闭式蜗杆传动按蜗 轮轮齿的齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿 根弯曲疲劳强度校核，并进行热平衡验算；开式 蜗杆传动，按保证齿根弯曲疲劳强度进行设计。
蜗杆传动教学课件PPT
二、蜗杆传动的润滑 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法
分目录
上一页
下一页
退出
§5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
三
热平衡条件：
、 蜗
单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2
杆 传
H1 1000 P(1)
H 2 d S (t0 ta )
动
1000 P(1)
的 热 平 衡
t0 ta
dS
5. 蜗轮齿数 z2及蜗杆头数 z1： 传动比 i12= 1／2= z2／z1 则 z2= iz1
推荐z1= 1、2、4、6，
6. 蜗轮分度圆直径d2 ：d2= mz2
7. 中心距 a ： a = r1+ r2= m（q+ z2）／2
分目录
上一页
下一页
退出
§1. 蜗杆传动的类型及特点
四、 正确啮合条件：
下一页
退出
§4. 蜗杆传动的承载能力计算
一、受力分析
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fn
Fa1
cosn cos
2T2 d2 cosn cos
蜗杆上圆周力与其啮合点速 度方向相反；蜗轮上的圆周 力与其啮合点运动方向相同； 径向力指向各自的轮心。
单击…
1、实现大传动比；
2、传动平稳、噪声低；
3、可实现自锁；
4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。
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圆柱蜗杆传动
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环面蜗杆传动
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§5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
三
热平衡条件：
、 蜗
单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2
杆 传
H1 1000 P(1)
H 2 d S (t0 ta )
动
1000 P(1)
的 热 平 衡
t0 ta
dS
5. 蜗轮齿数 z2及蜗杆头数 z1： 传动比 i12= 1／2= z2／z1 则 z2= iz1
推荐z1= 1、2、4、6，
6. 蜗轮分度圆直径d2 ：d2= mz2
7. 中心距 a ： a = r1+ r2= m（q+ z2）／2
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§1. 蜗杆传动的类型及特点
四、 正确啮合条件：
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§4. 蜗杆传动的承载能力计算
一、受力分析
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fn
Fa1
cosn cos
2T2 d2 cosn cos
蜗杆上圆周力与其啮合点速 度方向相反；蜗轮上的圆周 力与其啮合点运动方向相同； 径向力指向各自的轮心。
单击…
1、实现大传动比；
2、传动平稳、噪声低；
3、可实现自锁；
4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。
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蜗杆传动ppt课件
t0：工作油温： t0= 60—70 C 不超过80 C
ta：环境温度： ta =20 C
油温： t0＝ta＋1000
P 1
d S
C
散热面积： S
1000
d
p 1 t0 ta
m 2
当t0>80 C或S不足时，采取措施： i. 散热片；
Z2
中心距不变 a' a
m 2
(q
Z2
)
m 2
(q
Z' 2
2x)
x
Z2
Z' 2
2
三、几何尺寸计算
主要参数：m mmat21
、
、 Z ZZ12
、
h a
、c 0.2
q 、
几何尺寸：d da df 、h ha hf 、pa b1 b2
a
1 2
(d1
螺旋角影响系数
2. 齿面接触疲劳强度——依据弹性力学赫兹公式
蜗杆：钢
材料 蜗轮：铸铁、青铜
=20°
校核： H ZE Z
K T2 a3
[ H ] MPa
设计：a
3
K
T2
ZE Z
[ ]H
mm
公式分析：
i. [ ]H K HN [ ]H ' [ ]H ' : 基本许用接触应力 表11-7
3、常用材料 要求 ：强度、耐磨性、跑合性。
蜗杆
蜗轮
低速、不重要 vs≤2m/s 一般情况 vs≤4m/s
蜗轮齿廓及蜗杆蜗轮传动特点课件
传动卡滞
可能是由于蜗杆蜗轮齿廓间存在异物 ，需要清洗传动系统并确保润滑油清 洁。
温升过高
可能是由于蜗杆蜗轮材料或润滑油选 择不当，需要更换适当的材料或润滑 油。
传动效率下降
可能是由于蜗杆蜗轮齿廓磨损严重或 润滑不良，需要更换磨损的齿廓或改 善润滑条件。
05
蜗杆蜗轮传动的未来发展
新材料的应用
高强度材料
精密传动
在需要高精度传动的场合 ，如钟表、精密机床等， 蜗杆蜗轮传动也得到了广 泛应用。
03
蜗杆蜗轮传动的效率与润滑
效率分析
效率计算
蜗杆蜗轮传动的效率可以通过计 算输入功率与输出功率之差得到 ，需要考虑摩擦损失、轴承效率
等因素。
效率影响因素
蜗杆蜗轮传动的效率受多种因素影 响，如蜗杆和蜗轮的制造精度、润 滑条件、材料选择等。
蜗杆通常是一根具有螺旋线的 轴，而蜗轮则是一个具有与蜗 杆相啮合的齿廓的齿轮。
蜗杆蜗轮传动的运动方向可以 通过蜗杆的旋转方向和蜗轮的 齿廓来判断。
蜗杆蜗轮传动的特点
传动比大
蜗杆蜗轮传动的传动比通常较 大，可以达到1:100甚至更大的
比例，因此可以用于减速传动 。
传动平稳
由于蜗杆蜗轮之间的接触是点 接触，且具有摩擦力，因此传 动过程中相对平稳，能够实现 连续传动。
疲劳失效
由于蜗杆蜗轮传动过程中承受交变应力，导致材料疲劳断裂。
磨损失效
由于润滑不良或异物进入，导致蜗杆蜗轮表面磨损。
胶合失效
在高负荷或低速重载情况下，蜗杆蜗轮表面温度升高，导致材料胶 合在一起。
维护与保养
01
02
03
04
定期检查润滑系统
确保润滑油充足，油路畅通， 防止蜗杆蜗轮因缺油而产生磨
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第11章 蜗杆传动
主要内容： 1.普通圆柱蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算 2.蜗杆传动的主要失效形式及强度计算 3.蜗杆传动的热平衡计算
重点内容： 1.蜗杆传动的几何参数计算 2.蜗杆传动的受力分析 3.蜗杆传动的主要失效形式及强度计算方法
1
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-1
蜗杆传动 概述
点接触
潘存云教授研制
线接触
改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮， 所得蜗轮蜗杆为线接触。
优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。 分度机构：i=1000,
武汉科技大学专用
通常i=8~80
作者： 潘存云教授
缺点：传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。 3
§11-2
蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动
称比值 q=d1/m 为蜗杆的特性系数。一般取:q=8～ 19 18
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
4. 蜗杆头数z1 蜗杆头数z1 ：即螺旋线的数目。
蜗杆转动一圈，相当于齿条移动z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。 单头蜗杆传动的传动比较大、效率低，如需提高效率，应增加 蜗杆头数，但头数过多，加工困难。通常取： z1=1 2 4 6
作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。 ∑＝90°
形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β 1很 大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。
所得齿轮称为:蜗杆。 而啮合件称为:蜗轮。
蜗杆
潘存云教授研制
蜗轮 ω2
潘存云教授研制
2
ω1
1
武汉科技大学专用
2
作者： 潘存云教授
γ
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
延伸渐开线
dx
潘存云教授研制
α
武汉科技大学专用
α
车刀对中齿厚中心法面 10
(双刀加工)
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 法向直廓蜗杆(ZN)
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥蜗杆传动特点： 圆弧圆柱 蜗杆传动
最常用 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
潘存云教授研制
ห้องสมุดไป่ตู้
武汉科技大学专用
1）同时接触的点数较多，重合度大； 2）传动比范围大，一般为10~360； 3）承载能力和传动效率高； 4）制造安装简便，工艺性好。
圆弧圆柱蜗杆
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA) 圆弧圆柱 蜗杆传动
阿基米德螺线
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
γ
潘存云教授研制
2α0 单刀加工（γ≤37°）
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
8. 蜗杆传动的标准中心距
武汉科技大学专用
a =(d1 +d2 )/2 = m(q+ z2) /2
21
作者： 潘存云教授
二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算 由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1 → z2 →计算求得 m、d1 →计算几何尺寸 表 11-3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
§11-2
蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动
圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
普通圆柱蜗杆
普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃 的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆 齿面的齿廓形状不同。
5
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA)
潘存云教授研制 潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
阿基米德螺线
α0
武汉科技大学专用
α0
双刀加工（γ>38°）
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
15
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸
一、圆柱蜗杆传动的主要参数 中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。 1. 正确啮合条件 在中间平面内，蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。 正确啮合条件： 中间平面内： mt2=ma1=m ，αt2 =αa1=α 取标准值 2α
中间平面
5. 蜗杆的导程角γ 将分度圆柱展开得： tgγ1=l/π d1 = z1 pa1/π d1 =mz1/d1 =z1/q
β1 γ1
潘存云教授研制
pa1
潘存云教授研制
l
d1
武汉科技大学专用
γ1
π d1
20
作者： 潘存云教授
6. 传动比 i 和齿数比 u n1 z2 传动比 : i = --- = --- = u ----齿数比 n2 z1 若想得到大 i , 可取： z1=1，但传动效率低。 对于大功率传动 , 可取： z1=2，或 4。 7. 蜗轮齿数z2 蜗轮齿数： z2= i z1 一般情况： z2≤ 80 z2过大 → 结构尺寸↑ → 蜗杆长度↑ → 刚度、啮合精度↓ 表11-1 蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值 传动比i ≈5 7~15 14~30 29~82 蜗杆头数z1 6 4 2 1 蜗轮齿数z2 29~31 29~61 29~61 29~82 为避免根切： z2≥ 26
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
武汉科技大学专用
锥蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅 是加工用的车刀为圆弧刀刃。 传动特点： 1）传动效率高，一般可达90%以上； 2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5~2.5倍； 6 3）结构紧凑。
3 蜗杆
主动
V4
V3
n4
当蜗杆蜗轮为右旋时，对蜗杆 用右手定则判断蜗轮的转向。
武汉科技大学专用
4蜗轮
25
作者： 潘存云教授
二)圆柱蜗杆传动的受力分析 法向力Fn可分解为三个分力： 圆周力：Ft “逆主顺从”
d2
武汉科技大学专用
18
作者： 潘存云教授
表11-2 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm m m m d1 d1 m d1 d1 1 1.25 18 20 2.5 (22.4) 28 (35.5) 45 4 40 (50) 71 (40) 50 (63) 90 6.3 (80) 112
22.4
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
环面蜗杆传动特点： 1）传动效率高，一般可达85~90%； 环面蜗杆 2）承载能力高，约为阿基米德蜗杆的2~4倍； 3）要求制造和安装精度高。
13
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
延伸渐开线
γ’
dx
潘存云教授研制 潘存云教授研制
γ
2α
武汉科技大学专用
车刀对中齿槽中心法面 11
（单刀加工）
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥面包络圆柱蜗杆(ZK)
二、蜗杆传动的常用材料 蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。 材料 蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。 材料牌号选择： 高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火45~55HRC) 一般蜗杆：40 45 钢调质处理(硬度为220~250HBS) 蜗轮材料：
圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动中，蜗杆是由在节锥上分 布的等导程的螺旋形成的，而蜗轮在外观 上就像一个曲线锥齿轮，它是用与锥蜗杆 相似的锥滚刀在普通滚齿机加工而成的。
潘存云教授研制
潘存云教授研制 潘存云教授研制
圆柱蜗杆
武汉科技大学专用
环面蜗杆
锥蜗杆
4
作者： 潘存云教授
名 称 计算公式 蜗 杆 蜗 轮 d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m 潘存云教授研制 df =1.2mq df =1.2mq da1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px=π m c=0.2 m 22 a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z 2)
校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度 热平衡计算
开式传动：(齿面磨损和轮齿折断)
按齿根弯曲疲劳强度进行计算 为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行： 蜗杆的刚度计算
24
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
四、圆柱蜗杆传动的运动及受力分析 一) 运动分析： 判别蜗轮蜗杆相对运动的方法： 对主动轮: “左/右手定则”
压力角
ZA（阿基米德）蜗杆： αa=20°轴向 ZN（法向直廓）蜗杆： αn=20°法向 ZI （渐开线）蜗杆： αn=20° ZK（锥面包络圆柱）蜗杆： αn=20°
轴向压力角与法向压力角之间的关系：推导过程见机械原理斜齿条 tgαa=tgαn /cosγ 17
主要内容： 1.普通圆柱蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算 2.蜗杆传动的主要失效形式及强度计算 3.蜗杆传动的热平衡计算
重点内容： 1.蜗杆传动的几何参数计算 2.蜗杆传动的受力分析 3.蜗杆传动的主要失效形式及强度计算方法
1
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-1
蜗杆传动 概述
点接触
潘存云教授研制
线接触
改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮， 所得蜗轮蜗杆为线接触。
优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。 分度机构：i=1000,
武汉科技大学专用
通常i=8~80
作者： 潘存云教授
缺点：传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。 3
§11-2
蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动
称比值 q=d1/m 为蜗杆的特性系数。一般取:q=8～ 19 18
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
4. 蜗杆头数z1 蜗杆头数z1 ：即螺旋线的数目。
蜗杆转动一圈，相当于齿条移动z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。 单头蜗杆传动的传动比较大、效率低，如需提高效率，应增加 蜗杆头数，但头数过多，加工困难。通常取： z1=1 2 4 6
作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。 ∑＝90°
形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β 1很 大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。
所得齿轮称为:蜗杆。 而啮合件称为:蜗轮。
蜗杆
潘存云教授研制
蜗轮 ω2
潘存云教授研制
2
ω1
1
武汉科技大学专用
2
作者： 潘存云教授
γ
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
延伸渐开线
dx
潘存云教授研制
α
武汉科技大学专用
α
车刀对中齿厚中心法面 10
(双刀加工)
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 法向直廓蜗杆(ZN)
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥蜗杆传动特点： 圆弧圆柱 蜗杆传动
最常用 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
潘存云教授研制
ห้องสมุดไป่ตู้
武汉科技大学专用
1）同时接触的点数较多，重合度大； 2）传动比范围大，一般为10~360； 3）承载能力和传动效率高； 4）制造安装简便，工艺性好。
圆弧圆柱蜗杆
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA) 圆弧圆柱 蜗杆传动
阿基米德螺线
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
γ
潘存云教授研制
2α0 单刀加工（γ≤37°）
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
8. 蜗杆传动的标准中心距
武汉科技大学专用
a =(d1 +d2 )/2 = m(q+ z2) /2
21
作者： 潘存云教授
二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算 由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1 → z2 →计算求得 m、d1 →计算几何尺寸 表 11-3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
§11-2
蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动
圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
普通圆柱蜗杆
普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃 的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆 齿面的齿廓形状不同。
5
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA)
潘存云教授研制 潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
阿基米德螺线
α0
武汉科技大学专用
α0
双刀加工（γ>38°）
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
15
武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
§11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸
一、圆柱蜗杆传动的主要参数 中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。 1. 正确啮合条件 在中间平面内，蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。 正确啮合条件： 中间平面内： mt2=ma1=m ，αt2 =αa1=α 取标准值 2α
中间平面
5. 蜗杆的导程角γ 将分度圆柱展开得： tgγ1=l/π d1 = z1 pa1/π d1 =mz1/d1 =z1/q
β1 γ1
潘存云教授研制
pa1
潘存云教授研制
l
d1
武汉科技大学专用
γ1
π d1
20
作者： 潘存云教授
6. 传动比 i 和齿数比 u n1 z2 传动比 : i = --- = --- = u ----齿数比 n2 z1 若想得到大 i , 可取： z1=1，但传动效率低。 对于大功率传动 , 可取： z1=2，或 4。 7. 蜗轮齿数z2 蜗轮齿数： z2= i z1 一般情况： z2≤ 80 z2过大 → 结构尺寸↑ → 蜗杆长度↑ → 刚度、啮合精度↓ 表11-1 蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值 传动比i ≈5 7~15 14~30 29~82 蜗杆头数z1 6 4 2 1 蜗轮齿数z2 29~31 29~61 29~61 29~82 为避免根切： z2≥ 26
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
武汉科技大学专用
锥蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅 是加工用的车刀为圆弧刀刃。 传动特点： 1）传动效率高，一般可达90%以上； 2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5~2.5倍； 6 3）结构紧凑。
3 蜗杆
主动
V4
V3
n4
当蜗杆蜗轮为右旋时，对蜗杆 用右手定则判断蜗轮的转向。
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4蜗轮
25
作者： 潘存云教授
二)圆柱蜗杆传动的受力分析 法向力Fn可分解为三个分力： 圆周力：Ft “逆主顺从”
d2
武汉科技大学专用
18
作者： 潘存云教授
表11-2 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm m m m d1 d1 m d1 d1 1 1.25 18 20 2.5 (22.4) 28 (35.5) 45 4 40 (50) 71 (40) 50 (63) 90 6.3 (80) 112
22.4
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
环面蜗杆传动特点： 1）传动效率高，一般可达85~90%； 环面蜗杆 2）承载能力高，约为阿基米德蜗杆的2~4倍； 3）要求制造和安装精度高。
13
潘存云教授研制
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆弧圆柱 蜗杆传动
延伸渐开线
γ’
dx
潘存云教授研制 潘存云教授研制
γ
2α
武汉科技大学专用
车刀对中齿槽中心法面 11
（单刀加工）
作者： 潘存云教授
§11-2 蜗杆传动的类型
普通圆柱 蜗杆传动 类 型 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥面包络圆柱蜗杆(ZK)
二、蜗杆传动的常用材料 蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。 材料 蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。 材料牌号选择： 高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火45~55HRC) 一般蜗杆：40 45 钢调质处理(硬度为220~250HBS) 蜗轮材料：
圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动中，蜗杆是由在节锥上分 布的等导程的螺旋形成的，而蜗轮在外观 上就像一个曲线锥齿轮，它是用与锥蜗杆 相似的锥滚刀在普通滚齿机加工而成的。
潘存云教授研制
潘存云教授研制 潘存云教授研制
圆柱蜗杆
武汉科技大学专用
环面蜗杆
锥蜗杆
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作者： 潘存云教授
名 称 计算公式 蜗 杆 蜗 轮 d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m 潘存云教授研制 df =1.2mq df =1.2mq da1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px=π m c=0.2 m 22 a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z 2)
校核蜗轮的齿根弯曲疲劳强度 热平衡计算
开式传动：(齿面磨损和轮齿折断)
按齿根弯曲疲劳强度进行计算 为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行： 蜗杆的刚度计算
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武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授
四、圆柱蜗杆传动的运动及受力分析 一) 运动分析： 判别蜗轮蜗杆相对运动的方法： 对主动轮: “左/右手定则”
压力角
ZA（阿基米德）蜗杆： αa=20°轴向 ZN（法向直廓）蜗杆： αn=20°法向 ZI （渐开线）蜗杆： αn=20° ZK（锥面包络圆柱）蜗杆： αn=20°
轴向压力角与法向压力角之间的关系：推导过程见机械原理斜齿条 tgαa=tgαn /cosγ 17