第七章蜗杆传动优秀课件
合集下载
蜗杆传动课件
蜗轮齿数z2 主要取决于传动比 z2性变差。z2也不宜太大， 否则在模数一定时，蜗轮尺寸越大，刚度越小，影响传
动的啮合精度，所以蜗轮齿数不大于100，一般推荐
z2=32~80。
表1 各种传动比时z1、 z2的推荐值
传动比 5~6 7~8 9~13 14~24 25~27 28~40 ＞40
3-3 蜗杆传动
3-3-1 蜗杆传动的特点及类型 3-3-2 蜗杆传动的传动比 3-3-3 蜗杆与蜗轮的回旋方向 3-3-4 蜗杆传动的润滑 3-3-5 蜗杆传动在汽车上的应用
3-1-1 蜗杆传动的特点及类型
蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。如图所示， 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件，通常交错 角为90°。
1
2
例：
（1）蜗杆螺旋线右高，因此为右旋，用右手法则判断 蜗轮转向。大拇指的指向上，因此蜗杆与蜗轮的节点速 度方向向下。 （2）蜗杆螺旋线左高，因此为左旋，用左手法则判断 蜗轮转向。大拇指的指向下，因此蜗杆与蜗轮的节点速 度方向向上。
练习：判断下列蜗轮、蜗杆的旋向/转向
3-3-4 蜗杆传动的润滑
对于蜗杆传动润滑油黏度和给油方法，主要根据 相对滑动速度和载荷类型进行选择。
滑动速度vs ≤5~10m/s时，采用油浴润滑。为减小 搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油太深。
滑动速度vs ＞10~15m/s时，采用压力喷油润滑。
3-3-5 蜗杆传动在汽车上的应用
蜗杆传动在汽车上主要应用于蜗杆减速器，结构如图。 其特点是传动比大、结构紧凑，但是传动效率低
z1
6
4 3~4 2~3 2~3 1~2 1
z2 29~36 28~32 27~52 28~72 50~81 28~80 ＞40
《涡轮传动》PPT课件
螺旋角影响系数，
Y 1140
校核式： F1.d51dK 3 2m2T YF2 aY[F] MPa
蜗轮许用弯曲应力
FFKFN
KFN 9 106 N
F 查P255表11-8
设计式： m2d11.5z3 2 K2TY[F a 2F Y] m3 m
然后从表11-2中查出相应的参数
五. 蜗杆的刚度计算(看成简支梁)
蜗轮接触疲劳强度 蜗杆传动的失效多集中在蜗轮上，因此强度计算主要
针对蜗轮。对闭式蜗杆传动，主要失效形式是齿面疲劳点
蚀或胶合，由于胶合计算方法不成熟，只能借助接触疲劳
强度计算来间接保证，因此，对闭式蜗杆传动只进行接触
疲劳强度计算。
啮合面上的法向载荷，N
载荷系数
H ZE
KFn
L0
MPa
综合曲率半径
弹性系数，铜或铸铁蜗轮与 钢蜗杆组合时ZE 160MPa
蜗轮的节圆位于 蜗杆的节圆弧面 上。
（三）、锥蜗杆
锥蜗杆——锥蜗轮 特点： • ↑ i范围↑ 10~360 • 承载能力大，效率较高 • 节约有色金属，制造安装方便 • 传动不对称，正、反转承载能力和效率不同， • 蜗轮外观与曲齿锥齿轮相似。
§11－2 蜗杆传动的参数和几何尺寸
圆柱蜗杆在给定平面上的基本齿廓与渐开线齿轮的基本齿廓 大致相同。注：四种圆柱蜗杆传动尺寸和强度相差甚微，以下仅 讨论阿基米德蜗杆传动，但设计理论和结论对四种蜗杆都适用。
中间平面：通过蜗 杆轴线和垂直蜗轮 轴线的平面。
由制造方法可 知，阿基米德蜗杆 和对应蜗轮的啮合， 在中间平面上，相 当于渐开线斜齿条 和齿轮的啮合。设 计蜗杆传动时，均 取中间平面上的参 数为基准。
齿槽宽和齿厚相等的圆
《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
蜗杆传动PPT幻灯片
蜗杆传动标记：
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮
齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载 荷Ft、轴向载荷Fa。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮
齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载 荷Ft、轴向载荷Fa。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则
蜗杆传动课件ppt课件
;.
15
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
16
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
17
任务评价
1、蜗杆传动由 2、本减速器中，
和 蜗杆 组成。
蜗轮
为主动件蜗，杆 为从动件。
蜗轮
3、蜗杆传动的工作原理。
4、蜗杆传动的特点。 5、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断。 6、蜗轮回转方向的判断。
——右手法则
18
谢谢批评指正！
19
齿轮传动的类型有哪些？ 平行轴之间的传动：圆柱齿轮传动 相交轴之间的传动：圆锥齿轮传动 交错轴之间的运动用什么来传递运动和动力呢？
1
模块四 蜗杆传动
2
任务引入
任务1 分析蜗轮减速器的运动
1．认识蜗轮蜗杆传动 2．能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线的方向 3．能够判断蜗轮的回转方向
3
任务一
认识蜗轮蜗杆传动
7
动画演示
蜗杆传动的特点 1、传动比大，结构紧凑。 2、传动平稳，噪声小。 3、有自锁性，可防止负载反转。
;.
8
任务二
蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断
右手法则：手心对着自己，四个手指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若螺 旋线方向与右手拇指指向一致，则为右旋，反之为左旋。
右旋
左旋
右旋 ;.
左旋 9
任务二 1、本小组蜗杆旋向为（左旋、右旋）。 2、本小组蜗轮旋向为（左旋、右旋）。 一对相啮合的蜗杆、蜗轮的旋向是相同的。
10
例1：请判断下列蜗杆和蜗轮的旋向。
右旋左旋Βιβλιοθήκη 11任务实施 二、判断下列蜗杆、蜗轮的螺旋线方向
右旋
左旋
机械基础李世维PPT课件
4．齿轮的结构及材料
（1）齿轮的结构
按齿轮外径分：
.
33
7-3 齿轮传动
齿轮轴 如图7－29所示。齿根圆到键槽底部距离小于 (2～2.5)m。 实体齿轮 如图7－30所示。d小于200mm 。 腹板式齿轮 如图7－31所示。d＝200～500mm 。 轮幅式齿轮 如图7－32所示。d大于500mm 。
不能断开调整长度，国家已制定
标准的基准长度系列，使用中应
按标准进行选择。
.
6
§7-1 带传动
2．带轮材料、结构 （1）带轮材料
工业上常用带轮材料为HT150铸铁。具有强度足够、 易于加工、价格便宜的特点；在低速或轻载中常用工程 塑料或铝合金，如洗衣机的大带轮选用工程塑料，小带 轮用铝合金、铁板冲压制成。 （2）带轮结构 如图7－6、7所示。
（2）V带传动 如图7－2所示。见实物。 （3）同步带传动 如图7－3所示。见实物。
.
3
§7-1 带传动
3.带传动的特点和应用 （1）特点
优点 传动平稳，能吸收振动、无噪声，过载 能打滑起保护作用。
缺点 不能保证准确的传动比。 （2）应用
一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。 相同条件下V带传递功率是平皮带的3倍左右，因 此V带应用最广。如汽车发动机、数控车床的进
用寿命，让每个齿都有机会去承担不同的载荷，不会使 载荷总是集中在少数固定的单一齿对中。
.
37
7-3 齿轮传动
例7－2 已知某个旧齿轮需要更换，已测得齿轮的外圆直 径为102mm,齿数Z1＝18，两轮中心矩a=121mm，请计 算除齿轮的主要参数和几何尺寸。
解：依尺寸计算公式， 得
6．圆柱齿轮的正确啮合传动的条件 m1 = m 2= m
《蜗杆蜗轮传动》课件
蜗杆通常具有螺旋形状的轴，而蜗轮 则是一个具有与蜗杆相匹配的齿形的 齿轮。
蜗杆蜗轮传动的特点
高传动比
蜗杆蜗轮传动的传动比通常较大，可以实现 较大的减速或增速。
传动平稳
由于蜗杆和蜗轮的啮合是线性的，因此传动 过程相对平稳，振动和冲击较小。
结构紧凑
蜗杆蜗轮传动装置结构紧凑，占用空间小， 适用于空间受限的场合。
脂润滑
将润滑脂填入蜗杆蜗轮接触区，起到润滑作用。脂润滑适用于低速重载的工况 。
润滑对蜗杆蜗轮传动效率的影响
润滑作用
良好的润滑可以减少摩擦和磨损，降低热量产生，提高传动效率。
润滑不良的影响
如果润滑不良，会导致摩擦和磨损增加，热量积累，降低传动效率，甚至引起蜗杆蜗轮的烧伤和咬合 。
04
蜗杆蜗轮传动的安装 和维护
02
蜗杆蜗轮传动的组成 和工作原理
蜗杆蜗轮传动的组成
蜗杆
通常是一根斜面的圆柱体，具有螺旋线，常与蜗 轮配合使用。
蜗轮
具有与蜗杆相配合的轮齿，通常为圆盘形状。
箱体
用于支撑和固定蜗杆和蜗轮，确保其正常运转。
蜗杆蜗轮的工作原理
转动运动
当蜗杆转动时，蜗轮会随 之转动，从而实现转动运 动。
传动比
蜗杆蜗轮的传动比是根据 蜗杆和蜗轮的齿数比来确 定的，通常为1:1或1:2。
《蜗杆蜗轮传动》 PPT课件
目 录
• 蜗杆蜗轮传动的概述 • 蜗杆蜗轮传动的组成和工作原理 • 蜗杆蜗轮传动的效率和润滑 • 蜗杆蜗轮传动的安装和维护 • 蜗杆蜗轮传动的发展趋势和未来展望
01
蜗杆蜗轮传动的概述
蜗杆蜗轮传动的定义
蜗杆蜗轮传动是一种机械传动方式， 通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现动力的 传递。
蜗杆蜗轮传动的特点
高传动比
蜗杆蜗轮传动的传动比通常较大，可以实现 较大的减速或增速。
传动平稳
由于蜗杆和蜗轮的啮合是线性的，因此传动 过程相对平稳，振动和冲击较小。
结构紧凑
蜗杆蜗轮传动装置结构紧凑，占用空间小， 适用于空间受限的场合。
脂润滑
将润滑脂填入蜗杆蜗轮接触区，起到润滑作用。脂润滑适用于低速重载的工况 。
润滑对蜗杆蜗轮传动效率的影响
润滑作用
良好的润滑可以减少摩擦和磨损，降低热量产生，提高传动效率。
润滑不良的影响
如果润滑不良，会导致摩擦和磨损增加，热量积累，降低传动效率，甚至引起蜗杆蜗轮的烧伤和咬合 。
04
蜗杆蜗轮传动的安装 和维护
02
蜗杆蜗轮传动的组成 和工作原理
蜗杆蜗轮传动的组成
蜗杆
通常是一根斜面的圆柱体，具有螺旋线，常与蜗 轮配合使用。
蜗轮
具有与蜗杆相配合的轮齿，通常为圆盘形状。
箱体
用于支撑和固定蜗杆和蜗轮，确保其正常运转。
蜗杆蜗轮的工作原理
转动运动
当蜗杆转动时，蜗轮会随 之转动，从而实现转动运 动。
传动比
蜗杆蜗轮的传动比是根据 蜗杆和蜗轮的齿数比来确 定的，通常为1:1或1:2。
《蜗杆蜗轮传动》 PPT课件
目 录
• 蜗杆蜗轮传动的概述 • 蜗杆蜗轮传动的组成和工作原理 • 蜗杆蜗轮传动的效率和润滑 • 蜗杆蜗轮传动的安装和维护 • 蜗杆蜗轮传动的发展趋势和未来展望
01
蜗杆蜗轮传动的概述
蜗杆蜗轮传动的定义
蜗杆蜗轮传动是一种机械传动方式， 通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现动力的 传递。
蜗杆传动的主要参数和啮合条件教学课件
02
蜗杆传动的主要参数
蜗杆的几何参数
模数
蜗杆的轴面模数是蜗杆几何参数中的 重要参数，它决定了蜗杆的大小和承 载能力。模数越大，蜗杆的直径和螺 旋角就越大，传递的转矩也越大。
压力角
蜗杆的压力角是指蜗杆螺旋线的切线 与蜗杆端面之间的夹角。压力角的大 小对蜗杆传动的效率、平稳性和承载 能力都有影响。
蜗轮的几何参数
总结词
轴向模数是蜗杆和蜗轮在轴向方向上的尺寸参数，必须相等才能保证蜗杆和蜗轮的正确 啮合。
详细描述
在蜗杆传动中，轴向模数是衡量蜗杆和蜗轮在轴向方向上尺寸的一个参数。为了确保蜗 杆和蜗轮能够正确啮合，它们的轴向模数必须相等。这是因为轴向模数决定了蜗杆和蜗
轮的螺旋升角，如果模数不相等，螺旋升角就会不一致，导致无法形成有效的传动。
蜗杆传动的效率
效率计算
蜗杆传动的效率是指在传递动力时，有 效功率与输入功率之比。效率的高低反 映了传动装置的性能优劣和使用效果。
VS
影响因素
影响蜗杆传动效率的因素有很多，包括几 何参数、润滑条件、材料性质和工作条件 等。了解和掌握这些因素有助于优化设计 ，提高传动效率。
03
蜗杆传动的啮合条件
蜗杆和蜗轮的轴向模数相等
蜗杆和蜗轮的法面齿形相等
总结词
法面齿形是蜗杆和蜗轮在垂直于轴线方向的 齿形，必须相等才能保证蜗杆和蜗轮的正确 啮合。
详细描述
在蜗杆传动中，法面齿形是衡量蜗杆和蜗轮 在垂直于轴线方向上齿形的一个参数。为了 确保蜗杆和蜗轮能够正确啮合，它们的法面 齿形必须相等。这是因为法面齿形决定了蜗 杆和蜗轮的齿面形状，如果齿形不相等，就 无法形成有效的接触，导致无法传递动力。
力。
蜗杆和蜗轮的导程角互补
蜗杆传动精品ppt课件
1.蜗杆螺旋方向的判定
1.蜗杆螺旋方向的判定
左高左螺旋
右高右螺旋
1.蜗杆螺旋方向的判定1.蜗杆螺旋方的判定右螺旋左螺旋
2.蜗轮旋转方向的判定
左、右手法则：
蜗杆左旋伸左手，右旋伸右手，四指顺着蜗杆的 旋转方向，蜗轮的旋转方向与大拇指指向相反。
注意：判定的关键是先判断伸那只手。 还有判断点应靠边近啮合点。
任务一 认识蜗杆传动
复习
直齿圆柱 齿 轮
应 用
斜齿圆柱 齿 轮
锥齿轮
传递两______轴 传递两______轴 传递两______轴 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。
复习
直齿圆柱 齿 轮
作 用
斜齿圆柱 齿 轮
锥齿轮
传递两______轴 传递两______轴 传递两______轴 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。
蜗杆传动的应用
蜗杆传动的应用
一、蜗杆传动的类型
1. 根据蜗杆的形状不同分
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型
2. 圆柱蜗杆依据加工方法不同分
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 圆弧圆柱蜗杆
二、蜗杆传动的旋转方向
二、蜗杆传动的旋转方向
蜗杆传动中，蜗轮的转动方向 不仅与蜗杆转动方向有关， 而且与蜗杆螺旋方向有关。
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
交流与讨论
判定下列（1）～（7）所示的蜗杆传 动中的蜗杆蜗轮旋转方向或螺旋方向。
小结
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开式蜗杆传动： 按齿根弯曲疲劳强度设 计。
闭式蜗杆传动: 载荷平稳无冲击时，蜗轮 轮齿因弯曲强度不足而失效的情况多发生 于齿数z2 >80~100， 若齿数少于以 上数值，弯曲强度校核可不考虑。
7.3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 1. 蜗杆、蜗轮的材料选择
蜗杆一般用碳钢或合金钢制造。
高速重载传动常用15Cr、20Cr、20CrMnTi等， 渗碳淬火，表面硬度56～62HRC,须经磨削。
1. 齿面相对滑动速度vs （1）滑动速度的大小：
蜗杆和蜗轮齿面之间滑动速度 vs沿蜗杆螺旋线的切线方向。
v1为蜗杆的圆周速度，v2为蜗轮 的圆周速度，作速度三角形得：
vs
v12
v
2 2
v1
cos
(7-5)
较大的滑动速度 vs，对齿面的润 滑情况、齿面的 失效形式及传动 效率都有很大影 响。其概略值如 图7-8所示。
a1 t2
主平面
3.蜗杆的分度圆直径d1和导程角γ （导线1程与）角端导平γ程:在面角分的γ度夹圆角ta柱nγ称上为，z1蜗dp蜗1a杆1杆的螺zd1导m1旋程线角的(。7切-2)
pa1为蜗杆轴向齿距；d1为蜗杆分度圆直径。
对动力传动，为提高效率，应采用较大的γ值， 即采用多头蜗杆； 要求具有自锁性能的传动，则应采用γ< 3º 30′ 的蜗杆传动，此时蜗杆的头数为1。
（1）失效形式 由于蜗杆、 蜗轮的齿廓间相对滑动速 度 较大、发热量大效率低，传动的主要失效 形式为胶合、磨损和点蚀。 因蜗杆的齿是连续的螺旋线，且蜗杆的强 度高于蜗轮，失效多发生在蜗轮轮齿上。
闭式传动中，蜗轮的主要失效形式是胶合 与点蚀；开式传动中主要失效形式是磨损。
（2）设计准则
闭式蜗杆传动 ：按齿面接触疲劳强度设 计，并校核齿根弯曲疲劳强度，为避免胶 合失效必须作热平衡计算；
第七章蜗杆传动
7.1蜗杆传动的类型和特点 7.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 7.3蜗杆传动的失效形式、设计准则、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、润滑和热平衡计算
7.1 蜗杆传动的类型和特点
组成： 蜗杆、蜗 轮和机架。
通常两轴交 错角为90º, 蜗杆为主动 件。
（2）分度圆直径：
由式7-
mq
（7-3）
要滚相q度q值刀同保提ta增zn的，证高1大直蜗为。称，径杆限为小则和与制蜗模蜗齿蜗蜗杆数杆形轮轮的蜗直参正滚直杆径数确刀径一d必啮的系般1增须合数数有大与，量，较，相加，大m蜗应工d的一1杆应的蜗定q的取蜗轮值时刚标杆的，， 准以值使。蜗d杆1与有m足的够匹的配刚查度表。7-2。
主平面
在通主过平蜗面杆上轴蜗线轮并与垂蜗直杆于的蜗啮轮合轴相线当的 于平规渐面定主开称平线为面齿主的轮平几与面何齿。参条数为的标啮准合值。。
7.2.1蜗杆传动的基本参数
1. 蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i
蜗杆头数z1：蜗杆螺旋线的数目。 一般取z1=1～6。 当传动比大于40或要求自锁时取z1=1； 当传动功率较大时，为提高传动效率取较大值。
4.中心距
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
（7-4）
规定标准中心距为40、50、63、 80……500。 计算中心距应按标准圆整。
7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算
主要几何尺寸计算公式如表7-3所示。
e2
7.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构
7.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则
蜗轮的齿数：一般取z2＝27～80。 z2过少将产生根切；z2过大，蜗轮直径增大， 与之相应的蜗杆长度增加，刚度减小。
蜗杆传动的传动比：蜗杆与蜗轮转速之比。
蜗杆回转一周，蜗轮被蜗杆推动转过z1个齿，
传动比为：
i n1 z2 n2 z1
（７－1）
传动比的标准值：5、7.5……60、70、80。
10、20、40、80为基本传动比应优先选用。
2．模数m和压力角α
在主平面内蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿 条的啮合，为保证轮齿的正确啮合，蜗杆的 轴向模数ma1应等于蜗轮的端面模数mt2；蜗 杆的轴向压力角αa1 应等于蜗轮的端面压力 角αt2；蜗 杆分度圆导程角γ 应等于蜗轮分 度圆螺旋角β、且两者螺旋方向相同。
正确啮合条件
ma1 mt2 m
锥面蜗杆传动（图7-2 c）。
普阿通基圆米柱德蜗蜗杆杆传动
2.按普蜗通杆圆的柱齿蜗廓杆形传状动
渐开线蜗杆
圆法弧面齿直圆齿柱廓蜗蜗杆杆传动
渐阿圆开基弧线米齿蜗德圆杆柱蜗I-蜗I杆杆I-
I
I I II
n III
II I III
渐开线
阿基米
德螺旋基圆柱
线
n
I
III-III II-II
2
7.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算
中速中载传动，蜗杆材料可用 45、 40Cr、等， 表面淬火，表面硬度45～55HRC，也须磨削。
速度不高，载荷不大的蜗杆，材料可用45钢调 质或正火处理，调质硬度220～270HBS。
蜗轮材料可参考相对滑动速度vs选择。
铸造锡青铜: ZCuSn10P1允许的滑动速度可达25m/s, ZCuSn5Pb5Zn5常用于vs<12m/s的场合。 铸造铝青铜: ZCuAl10Fe3, 一般用于vs≤4m/s的传动。 灰铸铁: HT150、H200，用于vs≤2m/s的低速轻 载传动。
2. 蜗杆、蜗轮的结构
（1）蜗杆 蜗杆常和轴做成一体，称为蜗杆轴。
车制蜗杆需有退刀槽，d=df –(2~4)mm, 刚性 较 差；铣削蜗杆无退刀槽, d可大于df刚性好。 df /d≥1.7时采用蜗杆齿圈套装在轴上的型式。
蜗杆传动三维动画N3101.flc
7.1.1蜗杆传动的特点
1. 传动比大，结构紧凑。 2. 传动平稳，噪声小。 3. 有自锁性。 4. 传动效率低。 5. 蜗轮造价较高。
7.1.2 蜗杆传动的类型
1.根据蜗杆的外形
圆柱蜗杆传动 、环面蜗杆传动 、锥面蜗杆传动 。
环面蜗杆传动（图7-2b）
圆柱蜗杆传动（图7-2a）
（2）蜗轮转动方向的判定：(左右手法则）
左（右）旋蜗杆伸左（右）手半握拳，四指
指蜗杆转向，则拇指指的相反方向即为蜗轮
的转向。
蜗
蜗杆转向
轮 啮 合 点 处
线 速 度 方 向
旋向、蜗杆转向、蜗轮转向，三条件知其 二可求另外之一。
n2
n1
n2
n2
( 右旋）n2
n1
n1 左旋
n1
2.轮齿的失效形式和设计准则
闭式蜗杆传动: 载荷平稳无冲击时，蜗轮 轮齿因弯曲强度不足而失效的情况多发生 于齿数z2 >80~100， 若齿数少于以 上数值，弯曲强度校核可不考虑。
7.3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 1. 蜗杆、蜗轮的材料选择
蜗杆一般用碳钢或合金钢制造。
高速重载传动常用15Cr、20Cr、20CrMnTi等， 渗碳淬火，表面硬度56～62HRC,须经磨削。
1. 齿面相对滑动速度vs （1）滑动速度的大小：
蜗杆和蜗轮齿面之间滑动速度 vs沿蜗杆螺旋线的切线方向。
v1为蜗杆的圆周速度，v2为蜗轮 的圆周速度，作速度三角形得：
vs
v12
v
2 2
v1
cos
(7-5)
较大的滑动速度 vs，对齿面的润 滑情况、齿面的 失效形式及传动 效率都有很大影 响。其概略值如 图7-8所示。
a1 t2
主平面
3.蜗杆的分度圆直径d1和导程角γ （导线1程与）角端导平γ程:在面角分的γ度夹圆角ta柱nγ称上为，z1蜗dp蜗1a杆1杆的螺zd1导m1旋程线角的(。7切-2)
pa1为蜗杆轴向齿距；d1为蜗杆分度圆直径。
对动力传动，为提高效率，应采用较大的γ值， 即采用多头蜗杆； 要求具有自锁性能的传动，则应采用γ< 3º 30′ 的蜗杆传动，此时蜗杆的头数为1。
（1）失效形式 由于蜗杆、 蜗轮的齿廓间相对滑动速 度 较大、发热量大效率低，传动的主要失效 形式为胶合、磨损和点蚀。 因蜗杆的齿是连续的螺旋线，且蜗杆的强 度高于蜗轮，失效多发生在蜗轮轮齿上。
闭式传动中，蜗轮的主要失效形式是胶合 与点蚀；开式传动中主要失效形式是磨损。
（2）设计准则
闭式蜗杆传动 ：按齿面接触疲劳强度设 计，并校核齿根弯曲疲劳强度，为避免胶 合失效必须作热平衡计算；
第七章蜗杆传动
7.1蜗杆传动的类型和特点 7.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 7.3蜗杆传动的失效形式、设计准则、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、润滑和热平衡计算
7.1 蜗杆传动的类型和特点
组成： 蜗杆、蜗 轮和机架。
通常两轴交 错角为90º, 蜗杆为主动 件。
（2）分度圆直径：
由式7-
mq
（7-3）
要滚相q度q值刀同保提ta增zn的，证高1大直蜗为。称，径杆限为小则和与制蜗模蜗齿蜗蜗杆数杆形轮轮的蜗直参正滚直杆径数确刀径一d必啮的系般1增须合数数有大与，量，较，相加，大m蜗应工d的一1杆应的蜗定q的取蜗轮值时刚标杆的，， 准以值使。蜗d杆1与有m足的够匹的配刚查度表。7-2。
主平面
在通主过平蜗面杆上轴蜗线轮并与垂蜗直杆于的蜗啮轮合轴相线当的 于平规渐面定主开称平线为面齿主的轮平几与面何齿。参条数为的标啮准合值。。
7.2.1蜗杆传动的基本参数
1. 蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i
蜗杆头数z1：蜗杆螺旋线的数目。 一般取z1=1～6。 当传动比大于40或要求自锁时取z1=1； 当传动功率较大时，为提高传动效率取较大值。
4.中心距
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
（7-4）
规定标准中心距为40、50、63、 80……500。 计算中心距应按标准圆整。
7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算
主要几何尺寸计算公式如表7-3所示。
e2
7.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构
7.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则
蜗轮的齿数：一般取z2＝27～80。 z2过少将产生根切；z2过大，蜗轮直径增大， 与之相应的蜗杆长度增加，刚度减小。
蜗杆传动的传动比：蜗杆与蜗轮转速之比。
蜗杆回转一周，蜗轮被蜗杆推动转过z1个齿，
传动比为：
i n1 z2 n2 z1
（７－1）
传动比的标准值：5、7.5……60、70、80。
10、20、40、80为基本传动比应优先选用。
2．模数m和压力角α
在主平面内蜗杆传动相当于渐开线齿轮与齿 条的啮合，为保证轮齿的正确啮合，蜗杆的 轴向模数ma1应等于蜗轮的端面模数mt2；蜗 杆的轴向压力角αa1 应等于蜗轮的端面压力 角αt2；蜗 杆分度圆导程角γ 应等于蜗轮分 度圆螺旋角β、且两者螺旋方向相同。
正确啮合条件
ma1 mt2 m
锥面蜗杆传动（图7-2 c）。
普阿通基圆米柱德蜗蜗杆杆传动
2.按普蜗通杆圆的柱齿蜗廓杆形传状动
渐开线蜗杆
圆法弧面齿直圆齿柱廓蜗蜗杆杆传动
渐阿圆开基弧线米齿蜗德圆杆柱蜗I-蜗I杆杆I-
I
I I II
n III
II I III
渐开线
阿基米
德螺旋基圆柱
线
n
I
III-III II-II
2
7.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算
中速中载传动，蜗杆材料可用 45、 40Cr、等， 表面淬火，表面硬度45～55HRC，也须磨削。
速度不高，载荷不大的蜗杆，材料可用45钢调 质或正火处理，调质硬度220～270HBS。
蜗轮材料可参考相对滑动速度vs选择。
铸造锡青铜: ZCuSn10P1允许的滑动速度可达25m/s, ZCuSn5Pb5Zn5常用于vs<12m/s的场合。 铸造铝青铜: ZCuAl10Fe3, 一般用于vs≤4m/s的传动。 灰铸铁: HT150、H200，用于vs≤2m/s的低速轻 载传动。
2. 蜗杆、蜗轮的结构
（1）蜗杆 蜗杆常和轴做成一体，称为蜗杆轴。
车制蜗杆需有退刀槽，d=df –(2~4)mm, 刚性 较 差；铣削蜗杆无退刀槽, d可大于df刚性好。 df /d≥1.7时采用蜗杆齿圈套装在轴上的型式。
蜗杆传动三维动画N3101.flc
7.1.1蜗杆传动的特点
1. 传动比大，结构紧凑。 2. 传动平稳，噪声小。 3. 有自锁性。 4. 传动效率低。 5. 蜗轮造价较高。
7.1.2 蜗杆传动的类型
1.根据蜗杆的外形
圆柱蜗杆传动 、环面蜗杆传动 、锥面蜗杆传动 。
环面蜗杆传动（图7-2b）
圆柱蜗杆传动（图7-2a）
（2）蜗轮转动方向的判定：(左右手法则）
左（右）旋蜗杆伸左（右）手半握拳，四指
指蜗杆转向，则拇指指的相反方向即为蜗轮
的转向。
蜗
蜗杆转向
轮 啮 合 点 处
线 速 度 方 向
旋向、蜗杆转向、蜗轮转向，三条件知其 二可求另外之一。
n2
n1
n2
n2
( 右旋）n2
n1
n1 左旋
n1
2.轮齿的失效形式和设计准则