蜗杆(2)

普通圆柱
蜗杆传动
圆柱蜗杆传动
类 型
环面蜗杆传动
圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动
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。根据齿廓曲线的不同，普通圆柱蜗杆可分为阿
基米德蜗杆（ZA）渐开线蜗杆（ZI）法向直廓蜗杆（ZN）和
锥面包络蜗杆（ZK）。
β1 γ1
d
§11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算
一．主要参数
1．模数 m 和压力角α：
m a1=mt2=m (标准值) αa1= α t2= α (标准值20o)
2．蜗杆分度圆直径d1和直径系数q
d1= m q
直径系数 模数
注意：d1 ≠ m z1
分度圆直径
问题 引入直径系数q的目的？限制滚刀数 目及便于滚刀的标准化。
锥面蜗杆传动
1．圆柱蜗杆传动
（1）普通圆柱蜗杆传动
a．阿基米德蜗杆(ZA) 最常用
蜗杆齿廓
横截面：阿基米德螺旋线 纵截面：直齿齿条
结论
蜗轮齿廓 中间截面：渐开线 中间平面，蜗杆传动 如同直齿齿条与渐开线齿轮啮合
b．法向直廓蜗杆(ZN)
蜗杆齿廓
横截面：延伸渐开线 法截面：直廓
c．渐开线蜗杆(ZI)
蜗杆齿廓：横截面：渐开线 β=8o~45o
砂轮
近似于阿基米德螺线
γ
（2）圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)
中间平面中
蜗杆齿廓：凹圆弧 蜗轮齿廓：凸圆弧
2．环面蜗杆传动
阿基米德蜗杆
普通圆柱蜗 渐开线蜗杆 杆传动 法向直廓蜗杆
圆柱蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
类
圆弧圆柱蜗
型
环面蜗杆传动 杆传动
锥蜗杆传动
环面蜗杆传动特点：
（1）传动效率高，一般可达85%～90%；
∴ z2 ≥17
→ 传动平稳性不佳 ∴ z2 ≥28
z2 多 → d2 (=m z2) 增加 → 蜗杆跨距增加
→ 刚度降低 ∴ z2 ≤80
∴ 28 ≤ z2 ≤80
5．传动比 i 和齿数比 u
i n1 n2
蜗杆主动
u z2 1 z1
i n1 z2 u n 2 z1
蜗轮主动
i 1 u
注意
二．蜗杆传动类型
1．圆柱蜗杆传动
（1）普通圆柱蜗杆传动 （2）圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)
2．环面蜗杆传动 3．锥蜗杆传动（略）
★主要是刀具的加工时的位置、装夹角度、刀具形状、刀具的 种类等不同而形成了不同类型的蜗杆传动。
中间平面（主平面）：
通过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线的平面
1.按蜗杆形状分类 圆柱形蜗杆传动 环面蜗杆传动
4）效率低（0.4～0.9），发热量大；传递功率可达 200kW，但一般<50kW。
5）为降低摩擦、减小磨损、提高齿面抗胶合能力， 蜗轮齿圈常用贵重铜合金（锡青铜）制造，成本高。
一．工作特点
1．传动比大，结构紧凑（i=5~80 最大 i=1000）
2．传动平稳，噪音小
3．反行程易自锁： ≤ v
4．效率低，发热量大，选减摩材料
优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。
分度机构：i=1000, 通常i=8～80
缺点：传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
蜗杆传动特点： 1) 传动比大，传递动力时i=10～80， 分度机构或手动机构可达300，只传递 运动时，i可达1000；
2）结构紧凑，传动平稳，噪声小；
3）当蜗杆导程角γ小于齿面间的当量 摩擦角φv时，可以实现自锁；
（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。
蜗杆旋向：左旋、右旋(常用)
判定方法：与螺旋和斜齿轮的旋向判断方法相同。
精度等级： 对于一般动力传动，按如下等级制造：
v1<7.5 m/s 7级精度 v1< 3 m/s 8级精度 v1<1.5 m/s 9级精度
机 械 设计
第十一章 蜗杆传动 陆宁编制
上海工程技术大学机械设计教研室
陆宁编制
第十一章 蜗杆传动
§11-1 §11-2 §11-3 §11-4 §11-5 §11-6
蜗杆传动的特点 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 蜗杆传动的失效形式和材料选择 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 蜗杆、蜗轮的结构设计
§11-0 蜗杆传动
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β1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,
蜗轮
而啮合件称为 蜗轮。
ω2
2 蜗杆
ω1
1
点接触
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。
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。
(3)锥面包络圆柱蜗杆(ZK)
普通圆柱蜗
圆柱蜗杆传动
杆传动
类
圆弧圆柱蜗
型
环面蜗杆传动 杆传动
锥蜗杆传动
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
锥蜗杆
锥蜗杆传动特点：
（1）同时接触的点数较多，重合度大；
3．蜗杆导程角γ
tg pa Z1 Z1m Z1 d1 d1 q
分析：z1↑(q↓) →γ↑→η↑ 旋向相同 ：蜗杆 左(右) 蜗轮 左(右)
γ
= γ
4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 z1 少→ i 增加
分析1 z1多→ ①η增加 ②加工困难
一般 z1=1, 2, 4, 6
分析2
z2 少 → 产生根切
普通圆柱蜗
杆传动
圆柱蜗杆传动
类
圆弧圆柱蜗
型
环面蜗杆传动 杆传动
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。
圆弧圆柱蜗杆
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； 3）结构紧凑。
导程角小时车削方便，但 磨削难用于精度不高，头 数少的场合
(2)
大功率高转速适用， 需专用机床
(3)
大导程角时采用
阿基米德蜗杆
普通圆柱蜗 渐开线蜗杆
杆传动 法向直廓蜗杆
圆柱蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
类
圆弧圆柱蜗
型
环面蜗杆传动 杆传动
锥蜗杆传动
γ
锥面包络圆柱蜗杆(ZK)
2α
是一种非线性螺旋齿面 蜗杆。不能在车床上加 工，只能在铣削或磨削， 加工时工件作螺旋运动， 刀具作旋转运动。
i n1 z2 d 2
n2
z1
d1
6．中心距 a
a
1 2
d1
d2
1 2
mq
百度文库
z2
注意
a
1 2
mq
z2
1 2
mz1