上海大学机械设计课件-第十一章 蜗杆传动53页PPT文档
合集下载
机械设计基础第十一章蜗杆传动
Date: 2012-5-9 Page: 15
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
Date: 2012-5-9
Page: 16
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
11.3
蜗杆传动的失效形式和计算准则
11.3.2 蜗杆传动的计算准则 1、蜗杆传动的失效形式（主要是蜗轮失效） 闭式传动：胶合 点蚀 开式传动：磨损 2、蜗杆传动的强度计算准则 闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计 计算热平衡 开式传动: 齿根弯曲疲劳强度计算
[σ F ] = [σ F ]′ ⋅ K HN
Date: 2012-5-9
Page: 27
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
蜗杆传动的效率、 11.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
11.6.1 蜗杆传动的效率
η1——计及啮合摩擦损耗的效率； Η3——计及溅油损耗的效率； η1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
11.2
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面，称为中间平面。在 中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。 在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺 寸为基准 。
Date: 2012-5-9 Page: 9
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度 较前一种差。
Date: 2012-5-9 Page: 19
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
11.4
蜗杆传动的材料和结构
2.蜗轮的结构
为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直 径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常 用蜗轮的结构形式如下：
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
Date: 2012-5-9
Page: 16
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
11.3
蜗杆传动的失效形式和计算准则
11.3.2 蜗杆传动的计算准则 1、蜗杆传动的失效形式（主要是蜗轮失效） 闭式传动：胶合 点蚀 开式传动：磨损 2、蜗杆传动的强度计算准则 闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计 计算热平衡 开式传动: 齿根弯曲疲劳强度计算
[σ F ] = [σ F ]′ ⋅ K HN
Date: 2012-5-9
Page: 27
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
蜗杆传动的效率、 11.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
11.6.1 蜗杆传动的效率
η1——计及啮合摩擦损耗的效率； Η3——计及溅油损耗的效率； η1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
11.2
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面，称为中间平面。在 中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。 在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺 寸为基准 。
Date: 2012-5-9 Page: 9
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度 较前一种差。
Date: 2012-5-9 Page: 19
主讲：张晋 主讲：
CH11 机械设计基础
11.4
蜗杆传动的材料和结构
2.蜗轮的结构
为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直 径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常 用蜗轮的结构形式如下：
第十一章蜗杆传动ppt
失损油搅 耗损擦摩的中承轴
失损率功的动传杆蜗
9.0 4
58.0 3
值估的 �
1
8.0 2
7.0 1
1
�
z
T�i � 2T
2
T 矩转的上轴轮蜗出求地似近了为�初之计设
。3/1的径外轮蜗为约度深油浸�时置上杆蜗 �量油滑润 � 。高齿个一的杆蜗为度深油浸�时置下杆蜗 。滑润油喷力压用采� s / m01 � sv 高度速对相 •
。齿 断 和 损 磨 面 齿 、 合 胶面齿、蚀点劳疲在存也动传杆蜗�样一动传轮齿和 �式形效失 � 料材用常及则准计设、式形效失的动传杆蜗.一
。计设度强劳疲曲弯根齿按�动传的多很数齿或动传式开对、4 。 算计衡平热行进后然�计 设行进度强劳疲触接面齿的轮蜗按常通�动传杆蜗式闭对、3 。义意有才度强曲弯算计中动传式开或� 001 ~ 08 � 2 z �多很 2 z 、击冲烈强受在是只以所�多得大度强劳疲触接 面齿比度强劳疲曲弯根齿的轮蜗常通�因原的形齿于由、2
�取般一�件条风通的围周据�数系热散—d � 。wK率功的递传杆蜗—1P 。C°08过超不高最�C°07~06在制限般一�度温作工的油— 0t �为量热的中气空围周到发散 W t�S d � � � a t � 0t� S d � � 2 �
7
K
�时aPM003于小限极度 强的料材轮蜗� 7-11、�时aPM003 于 大 限 极 度 强 的 料 材 轮 蜗 � 6-11 表 352P 查 � 力 应 触 接 用 许 的 面 齿 轮 蜗
2
a aPM ] H �[ � 3 TK
�
ZEZ � H �
�式核校
81-11图352P查�数系触接
。义意有才度强曲弯算计中动传式开或�001-08� 2z� 多特2z、击冲烈强受在是只以所�多得大度强触接 比度强曲弯的齿轮轮蜗常通�因原的形齿于由 度强劳疲曲弯根齿轮蜗 �
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
蜗杆传动ppt
参数——标准参数
一、主要参数及其选择
1、模数m，压力角 ma1 mt2 m
正确啮合条件： a1 t2 20
2、蜗杆分度圆直径
标准化，减小刀具数目。
蜗杆：d1 ma1 q
q d1 m
意义：q d1 蜗杆刚度
m , q ——见表11-2
3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2 螺距一定，头数多效率高。
二、受力分析
Fn Ft Fa Fr
T2 T1 i
大小
方向
圆周力 轴向力
Ft1
2T1 d1
Fa 2
Fa1
Ft 2
2T2 d2
与 n1 相反 左右手螺旋
径向力 Fr1 Fr2 Fa1tg 指向轮心
三、强度计算 特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。
设计方法：同齿轮。
1. 齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁
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
重要、高速、重载 vs>4m/s
45 钢、40Cr 调质
45 钢、40Cr 淬火
15Cr 20Cr 渗碳淬火
灰铸铁 HT150 HT200 铝铁青铜（无锡）
ZCuAl10Fe3 锡青铜
ZCuSn10P1 ZcuSnPb5Zn5
应用：铸铁或小青铜蜗轮。 4. 拼铸式
应用：成批生产。
例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普 遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转 速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载 荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。
解：1. 选择蜗杆传动类型 2. 选择材料 3. 按齿面接触疲劳强度进行设计 1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 2）确定载荷系数K 345） ） ）确 确 确定 定 定弹接许性触用影系接响数触系应Z数力Z[E]H
一、主要参数及其选择
1、模数m，压力角 ma1 mt2 m
正确啮合条件： a1 t2 20
2、蜗杆分度圆直径
标准化，减小刀具数目。
蜗杆：d1 ma1 q
q d1 m
意义：q d1 蜗杆刚度
m , q ——见表11-2
3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2 螺距一定，头数多效率高。
二、受力分析
Fn Ft Fa Fr
T2 T1 i
大小
方向
圆周力 轴向力
Ft1
2T1 d1
Fa 2
Fa1
Ft 2
2T2 d2
与 n1 相反 左右手螺旋
径向力 Fr1 Fr2 Fa1tg 指向轮心
三、强度计算 特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。
设计方法：同齿轮。
1. 齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁
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
重要、高速、重载 vs>4m/s
45 钢、40Cr 调质
45 钢、40Cr 淬火
15Cr 20Cr 渗碳淬火
灰铸铁 HT150 HT200 铝铁青铜（无锡）
ZCuAl10Fe3 锡青铜
ZCuSn10P1 ZcuSnPb5Zn5
应用：铸铁或小青铜蜗轮。 4. 拼铸式
应用：成批生产。
例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普 遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转 速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载 荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。
解：1. 选择蜗杆传动类型 2. 选择材料 3. 按齿面接触疲劳强度进行设计 1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 2）确定载荷系数K 345） ） ）确 确 确定 定 定弹接许性触用影系接响数触系应Z数力Z[E]H
蜗轮蜗杆传动解析精选课件PPT
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。
2021/3/2
9
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
2021/3/2
10
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
3. 蜗杆直径系数q和导程角γ
由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限 制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗 杆分度圆直径d1（参见表12-1）。
直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数q。即：
q d1 m
是导出值
d1 = q m≠z1m
当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，
γ=β
2. 传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 ❖ 设蜗杆头数为z1，蜗轮齿数为z2，当蜗杆转一周时，蜗轮转
过 z1 个齿( z1 / z2周)。因此，其传动比为
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
( 1 1 )2
❖ z1↑→↑→效率 η↑，但加工困难。
❖ z1↓→ 传动比 i↑，但传动效率 η↓。(蜗杆头数与传动效率关
滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、 齿面失效形式、发热以及传动效率等 都有很大影响。
如图上图所示，齿厚与齿槽宽相等的圆柱称为蜗杆分度圆柱 (或称为中圆柱)。蜗杆分度圆(中圆)直径用d1表示，其值见表 12-1。蜗轮分度圆直径以d2表示。
2021/3/2
12
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
❖ 在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导
《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。
第十一章蜗杆传动精讲PPT课件
19
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.
若 ∑ ＝90° ＝β1+β2
∵ γ1+β1 ＝90° ∴ γ1＝β2
蜗轮右旋
蜗杆右旋
t β1
β2 ∑
3.蜗杆的分度圆直径d1 定义s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。
β1
γ1 t
es
d1
01.06.2020
. d2
20
tanz1px z1mz1m d1 d1 d1
px px
中心距
.
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 =mq
d2=mz2
ha=m
ha=m
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
a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+3z12)
§11-3 普通蜗杆传动的承载能力计算
最常用
阿基米德蜗杆
普通圆柱 渐开线蜗杆
蜗杆传动 法向直廓蜗杆
圆柱蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
类 型
环面蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动特点：
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； 401.0）6.2020制造安装简便，工艺性. 好。
（一）蜗杆传动的失效形式、设计准则及常蜗用杆传材动的料特点是齿面相对滑动速度大， 导致发热严重和磨损加剧。 1、失效形式 与齿轮传动类似：点蚀、胶合、磨损、折断
.
30
(三）圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算
机械设计课件第11章蜗杆传动
需要注意制造过程中的加工 精度、尺寸精度等质量问题。
保养蜗杆传动的窍门和故障分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
日常保养
定期检查润滑情况、防止腐蚀和氧化等，
常见故障原因
2
可延长蜗杆传动的使用寿命。
包括蜗杆齿面磨损、蜗杆轴承故障、润
滑油污染等，需进行故障分析。
3
故障维修注意事项
需采用专业的维修工具和方法，保障维 修质量和安全。
总结：深入掌握蜗杆传动理论 与应用
润滑方式
正确选用适合的润滑方式和润滑 剂，可有效降低传动系统的摩擦 和磨损。
传动效率提升
可通过优化结构、降低摩擦损失 等方式来提高蜗杆传动的效率。
了解蜗杆传动的制造工艺和材料选择
加工工艺
常用工艺有机床加工、镗削 加工、铸造等。
材料选择
可选用合金钢、铸铁、黄铜 等材质，根据实际使用情况 选择。
质量控制
蜗杆传动是机械设计中一种非常重要的传动方式，在各类机械系统中应用广 泛。希望通过本课件的学习，能让大家对蜗杆传动的基本概念、计算与设计、 制造工艺与材料选择以及常见故障分析等方面有更深入的了解。
3 应用领域
广泛应用于涡轮增压机、 搅拌机等机械系统中。
掌握蜗杆传动的设计技巧
计算方法
需要考虑的参数有齿数、模数、压力角等，可使用 专业软件辅助计算。
优化设计
可通过增加蜗杆齿数、改变加工工艺等方式来提高 传动效率。
解决蜗杆传动的精度和效率问题
精度管理
需要保证蜗杆和蜗轮的加工精度 和配合质量，避免滑动和磨损。
探索机械设计世界：蜗杆 传动
蜗杆传动是一种广泛运用于机械系统中的传动方式。本课件第11章将深入讲 解其基本概念、优点和应用、计算和设计、故障分析等方面。一起来探索这 个奇妙的机械设计世界吧！
保养蜗杆传动的窍门和故障分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
日常保养
定期检查润滑情况、防止腐蚀和氧化等，
常见故障原因
2
可延长蜗杆传动的使用寿命。
包括蜗杆齿面磨损、蜗杆轴承故障、润
滑油污染等，需进行故障分析。
3
故障维修注意事项
需采用专业的维修工具和方法，保障维 修质量和安全。
总结：深入掌握蜗杆传动理论 与应用
润滑方式
正确选用适合的润滑方式和润滑 剂，可有效降低传动系统的摩擦 和磨损。
传动效率提升
可通过优化结构、降低摩擦损失 等方式来提高蜗杆传动的效率。
了解蜗杆传动的制造工艺和材料选择
加工工艺
常用工艺有机床加工、镗削 加工、铸造等。
材料选择
可选用合金钢、铸铁、黄铜 等材质，根据实际使用情况 选择。
质量控制
蜗杆传动是机械设计中一种非常重要的传动方式，在各类机械系统中应用广 泛。希望通过本课件的学习，能让大家对蜗杆传动的基本概念、计算与设计、 制造工艺与材料选择以及常见故障分析等方面有更深入的了解。
3 应用领域
广泛应用于涡轮增压机、 搅拌机等机械系统中。
掌握蜗杆传动的设计技巧
计算方法
需要考虑的参数有齿数、模数、压力角等，可使用 专业软件辅助计算。
优化设计
可通过增加蜗杆齿数、改变加工工艺等方式来提高 传动效率。
解决蜗杆传动的精度和效率问题
精度管理
需要保证蜗杆和蜗轮的加工精度 和配合质量，避免滑动和磨损。
探索机械设计世界：蜗杆 传动
蜗杆传动是一种广泛运用于机械系统中的传动方式。本课件第11章将深入讲 解其基本概念、优点和应用、计算和设计、故障分析等方面。一起来探索这 个奇妙的机械设计世界吧！
- 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)。
计
第十一章 蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动的类型、特点和应用
一、特点： 二、类型：
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
一、特点
1.传动比大：结构紧凑，动力传动i=5~80；分度机
构或手动机构可达300，若只传递运动可达1000。
2.传动平稳：连续的螺旋齿；逐渐进入啮合和退出
机 ，故冲击小、噪声低；
械 3.可自锁：升角小于当量摩擦角，蜗轮主动时自锁 设 4.传动效率低：滑动速度大，摩擦与磨损严重。但
二、蜗杆传动变位的特点
1、蜗轮的变位
蜗杆传动变位的特点 ：为了保持刀具尺寸不变， 不能改变蜗杆的尺寸，因而只对蜗轮进行变位。
（1）蜗轮齿数不变（传动比不变），改变中心距：
机 械
aam x1 2(d1d22m)x
设
则变位x系 a数 a m
计 （2）中心距不变，改变蜗轮齿数（传动比改变） ：
因am 2（qz2）m 2（qz2 2x）
质量小；结构紧凑。
械
• 这种传动已广泛应用到冶金、矿山、化工、建筑、起 设 重等机械设备的减速机构中。
计
第十一章 蜗杆传动
2、环面蜗杆传动
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
3、锥面蜗杆传动
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
§7. 2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 在中间平面，普通圆柱蜗杆
传动相当于齿轮和齿条的啮合， 设计时以中间平面的参数为基 机 准。
3.蜗杆头数z1： 常取 1、 2、 4、 6 传动效率： 估取 0.7、0.8、0.9、0.95。(P260)
机 ❖蜗轮齿数z2 =iZ1：表11-2(P242) 避免根切
保证一定的重合度，传动平稳；
械
z2 17，
保证抗弯强度、蜗杆的刚度。 设 4.导程角：
常取28 z2 80
计 tg pz z1px z1m z1
a 1t2
械 式中：γ为导程角。 γ1= β 2
tga
tgn cos
设 （ β 1+ β2=900 γ1 + β 1 =900）
计 2.蜗杆分度圆直径d1 （标准值见表11-2 ）
直径系数q ：
若用非标准滚刀或非刀加工蜗轮，d1 、q可不受标准的限制。
q d1 m
d1 mq
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
设 计
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 自选题目设计
• 尽快方案结构化，根据每组的具体情况进行必要的分 工
机 • 传动零件参数计算：计算零件的具体尺寸 械 • 进度不平衡，应抓紧
设 计
第十一章 蜗杆传动
第11章 蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动的类型 §11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 §11-3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 机 §11-4 圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 械 §11-5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 设 §11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计
计 新型蜗杆的传动效率已可达90%以上。
第十一章 蜗杆传动
二、蜗杆传动的类型
按蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为： 圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动 、锥蜗杆传动
机 械 设 计
a ）圆柱蜗杆传动
b）环面蜗杆传动
c）锥蜗杆传动
第十一章 蜗杆传动
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
械
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数 设 二、蜗杆传动变位的特点 计 三、蜗杆传动的几何尺寸计算
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
1.模数m和压力角：在中间平面，即蜗杆轴平面与蜗 轮中间平面的m和压力角相等且为标准值。
ZA型轴面压力角为标准值，其余三种法面为标准值。
机 m a 1m t2
机 械 设 计
中间平面齿廓为直线，端面为阿基米德螺线
第十一章 蜗杆传动
法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）
机ห้องสมุดไป่ตู้械 设 计
法面齿廓为直线，端面为延伸渐开线。可用单刀 或双刀加工。
第十一章 蜗杆传动
渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
效率高；传递功率较大
机 械 设 计
端面齿廓为渐开线，刀刃顶面与基圆柱相切，其中 一把刀高于蜗杆轴线，一把刀低于蜗杆轴线。
故z2
z2
2x
则
x
z2
z2 2
第十一章 蜗杆传动
三、蜗杆传动的几何尺寸计算
表11-3 基本几何尺寸计算公式 蜗轮宽度B、外圆直径da 、及 蜗杆螺纹长度b，参考设计手册。
机
械
设
计
b1
B da
第十一章 蜗杆传动
§7.3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算
一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料 二、蜗杆传动的受力分析 三、蜗杆传动的强度计算 机 四、蜗杆的刚度计算 械 五、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择
px
d1 d1 d1 q
pZ
pz 导程; p轴向齿距 d 1
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
5.中心距a：（表11-2）自行加工滚刀或箱体时可不按 表中值选取。
机
a1 2(d1d2)m 2(qz2)
械 6.传动比i：齿数比u
设 计
i n1 z2 ( d2 )
n2 z1
d1
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 高架灯提升装置
• 确定电机参数：P、n；具体型号及安装尺寸 • 总体方案图，应表明相关位置 机 • 传动零件参数计算：计算零件的具体尺寸m、Z、a 械 、b、 设 • 滚筒尺寸计算：
计
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 自动门、电动剪刀
• 方案具体化 • 确定设计参数：载荷、速度 机 • 确定电机参数：P、n；具体型号及安装尺寸 械 • 传动零件参数：P、n、i、T；计算零件的具体尺寸
第十一章 蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
• 这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工， 只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。蜗杆精度高
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
2） 圆弧圆柱蜗杆传动ZC
• 在中间平面内，蜗杆是凹圆弧，蜗轮是凸圆弧，传动 为凹凸弧齿廓相啮合传动。
• 其特点：效率高，一般可达90%以上；承载能力高， 机 一般可较普通圆柱蜗杆高出50%--150%；体积小；
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
1）. 普通圆柱蜗杆传动
根据蜗杆的不同齿廓形状及形成机理，可分为 ➢ 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 机 ➢ 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆） ➢ 法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）
械
➢ 锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）
设 计
第十一章 蜗杆传动
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）
车削工艺好，精度低，中小载荷，使用逐渐减少
第十一章 蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动的类型、特点和应用
一、特点： 二、类型：
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
一、特点
1.传动比大：结构紧凑，动力传动i=5~80；分度机
构或手动机构可达300，若只传递运动可达1000。
2.传动平稳：连续的螺旋齿；逐渐进入啮合和退出
机 ，故冲击小、噪声低；
械 3.可自锁：升角小于当量摩擦角，蜗轮主动时自锁 设 4.传动效率低：滑动速度大，摩擦与磨损严重。但
二、蜗杆传动变位的特点
1、蜗轮的变位
蜗杆传动变位的特点 ：为了保持刀具尺寸不变， 不能改变蜗杆的尺寸，因而只对蜗轮进行变位。
（1）蜗轮齿数不变（传动比不变），改变中心距：
机 械
aam x1 2(d1d22m)x
设
则变位x系 a数 a m
计 （2）中心距不变，改变蜗轮齿数（传动比改变） ：
因am 2（qz2）m 2（qz2 2x）
质量小；结构紧凑。
械
• 这种传动已广泛应用到冶金、矿山、化工、建筑、起 设 重等机械设备的减速机构中。
计
第十一章 蜗杆传动
2、环面蜗杆传动
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
3、锥面蜗杆传动
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
§7. 2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 在中间平面，普通圆柱蜗杆
传动相当于齿轮和齿条的啮合， 设计时以中间平面的参数为基 机 准。
3.蜗杆头数z1： 常取 1、 2、 4、 6 传动效率： 估取 0.7、0.8、0.9、0.95。(P260)
机 ❖蜗轮齿数z2 =iZ1：表11-2(P242) 避免根切
保证一定的重合度，传动平稳；
械
z2 17，
保证抗弯强度、蜗杆的刚度。 设 4.导程角：
常取28 z2 80
计 tg pz z1px z1m z1
a 1t2
械 式中：γ为导程角。 γ1= β 2
tga
tgn cos
设 （ β 1+ β2=900 γ1 + β 1 =900）
计 2.蜗杆分度圆直径d1 （标准值见表11-2 ）
直径系数q ：
若用非标准滚刀或非刀加工蜗轮，d1 、q可不受标准的限制。
q d1 m
d1 mq
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
设 计
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 自选题目设计
• 尽快方案结构化，根据每组的具体情况进行必要的分 工
机 • 传动零件参数计算：计算零件的具体尺寸 械 • 进度不平衡，应抓紧
设 计
第十一章 蜗杆传动
第11章 蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动的类型 §11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 §11-3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 机 §11-4 圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 械 §11-5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 设 §11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计
计 新型蜗杆的传动效率已可达90%以上。
第十一章 蜗杆传动
二、蜗杆传动的类型
按蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为： 圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动 、锥蜗杆传动
机 械 设 计
a ）圆柱蜗杆传动
b）环面蜗杆传动
c）锥蜗杆传动
第十一章 蜗杆传动
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
械
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数 设 二、蜗杆传动变位的特点 计 三、蜗杆传动的几何尺寸计算
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
1.模数m和压力角：在中间平面，即蜗杆轴平面与蜗 轮中间平面的m和压力角相等且为标准值。
ZA型轴面压力角为标准值，其余三种法面为标准值。
机 m a 1m t2
机 械 设 计
中间平面齿廓为直线，端面为阿基米德螺线
第十一章 蜗杆传动
法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）
机ห้องสมุดไป่ตู้械 设 计
法面齿廓为直线，端面为延伸渐开线。可用单刀 或双刀加工。
第十一章 蜗杆传动
渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
效率高；传递功率较大
机 械 设 计
端面齿廓为渐开线，刀刃顶面与基圆柱相切，其中 一把刀高于蜗杆轴线，一把刀低于蜗杆轴线。
故z2
z2
2x
则
x
z2
z2 2
第十一章 蜗杆传动
三、蜗杆传动的几何尺寸计算
表11-3 基本几何尺寸计算公式 蜗轮宽度B、外圆直径da 、及 蜗杆螺纹长度b，参考设计手册。
机
械
设
计
b1
B da
第十一章 蜗杆传动
§7.3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算
一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料 二、蜗杆传动的受力分析 三、蜗杆传动的强度计算 机 四、蜗杆的刚度计算 械 五、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择
px
d1 d1 d1 q
pZ
pz 导程; p轴向齿距 d 1
第十一章 蜗杆传动
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数
5.中心距a：（表11-2）自行加工滚刀或箱体时可不按 表中值选取。
机
a1 2(d1d2)m 2(qz2)
械 6.传动比i：齿数比u
设 计
i n1 z2 ( d2 )
n2 z1
d1
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 高架灯提升装置
• 确定电机参数：P、n；具体型号及安装尺寸 • 总体方案图，应表明相关位置 机 • 传动零件参数计算：计算零件的具体尺寸m、Z、a 械 、b、 设 • 滚筒尺寸计算：
计
第十一章 蜗杆传动
机械设计课外实践
• 自动门、电动剪刀
• 方案具体化 • 确定设计参数：载荷、速度 机 • 确定电机参数：P、n；具体型号及安装尺寸 械 • 传动零件参数：P、n、i、T；计算零件的具体尺寸
第十一章 蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
• 这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加工， 只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。蜗杆精度高
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
2） 圆弧圆柱蜗杆传动ZC
• 在中间平面内，蜗杆是凹圆弧，蜗轮是凸圆弧，传动 为凹凸弧齿廓相啮合传动。
• 其特点：效率高，一般可达90%以上；承载能力高， 机 一般可较普通圆柱蜗杆高出50%--150%；体积小；
机 械 设 计
第十一章 蜗杆传动
1）. 普通圆柱蜗杆传动
根据蜗杆的不同齿廓形状及形成机理，可分为 ➢ 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 机 ➢ 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆） ➢ 法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）
械
➢ 锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）
设 计
第十一章 蜗杆传动
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）
车削工艺好，精度低，中小载荷，使用逐渐减少