蜗杆传动及锥齿轮传动

蜗杆机构
三、蜗杆机构的基本参数和几何尺寸 1.蜗杆的基本齿廓 1.蜗杆的基本齿廓 过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴 线的平面称作主平面。 线的平面称作主平面。 主平面 该平面也叫蜗轮的端截面， 该平面也叫蜗轮的 端截面， 端截面 蜗杆的轴截面。 蜗杆的轴截面。 轴截面 蜗杆在该平面内的齿形称 为蜗杆的基本齿廓，在 国标”中给与规定。 “国标”中给与规定。 在此平面内，蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮齿条啮合。 在此平面内，蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮齿条啮合。 蜗杆轴截面内的模数m 和齿形压力角α 为标准值。 蜗杆轴截面内的模数 x1和齿形压力角 x1为标准值。
（分别等于蜗轮端截面内的模数mt2和分度圆压力角 t2） 分别等于蜗轮端截面内的模数 和分度圆压力角α
注意，蜗杆模数系列与齿轮模数系列不同。 注意，蜗杆模数系列与齿轮模数系列不同。
蜗杆机构
蜗杆头数z 和蜗轮齿数z 2. 蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 头数， 表示。 （1）蜗杆的齿数（螺旋线的条数）称为头数，用z1表示。 ）蜗杆的齿数（螺旋线的条数）称为头数 z1＝1或2时，分别称为单头蜗杆或双头蜗杆， 单头蜗杆或双头蜗杆 或 时 分别称为单头蜗杆或双头蜗杆， z1≥3时称为多头蜗杆。 时称为多头蜗杆。 时称为多头蜗杆 蜗杆的头数一般取为1， ， ， 。 蜗杆的头数一般取为 ，2，4，6。 单头蜗杆能获得大传动比，反行程具有自锁性，但效率低。 单头蜗杆能获得大传动比，反行程具有自锁性，但效率低。 动力传动时常采用双头或多头蜗杆。 动力传动时常采用双头或多头蜗杆。 时取z 时取z （2）对于蜗轮齿数，当z1=1时取 2 ≥17 ；当z1=1时取 2 ≥27 ； ）对于蜗轮齿数， 时取 时取 一般动力传动中要求z 一般动力传动中要求 2＜80；对只传递运动的情况，z2可 ；对只传递运动的情况， 取得更大些。 取得更大些。
s γ1 γ1
d1
πd1
分度圆直径和模数均为标准值，因此导程角的选择也受到限制 分度圆直径和模数均为标准值，因此导程角的选择也受到限制 。
蜗杆机构
4.蜗杆蜗轮的正确啮合条件 4.蜗杆蜗轮的正确啮合条件
。
蜗杆机构的交错角一般为90 ，因此，蜗杆的导程角和蜗轮的 因此， 蜗杆机构的交错角一般为 螺旋角应相等， 螺旋角应相等， γ1 = β2 。 β1 t β1 蜗杆蜗轮的正确啮合条件: 蜗杆蜗轮的正确啮合条件: ∑ β2 γ1 mx1 = mt 2 = m t αx1 = αt 2 = α 。 γ1 = β2 (∑= 90 ) 5.蜗杆蜗轮的几何尺寸计算 5.蜗杆蜗轮的几何尺寸计算 蜗杆蜗轮各部分的几何尺寸可按相关公式进行计算。 蜗杆蜗轮各部分的几何尺寸可按相关公式进行计算。
齿轮传动
蜗杆传动 及直齿锥齿轮机构
第九节 一、蜗杆和蜗轮的形成
蜗杆机构
* 蜗杆机构可以看成是由交错轴 斜齿轮机构演变而来的。 斜齿轮机构演变而来的。 若小齿轮的螺旋角很大， 若小齿轮的螺旋角很大，齿数 很少（一般z ），轴向尺 很少（一般 1=1-4），轴向尺 ）， 寸足够长， 寸足够长，则其轮齿就可能绕 圆柱一周以上而形成螺旋， 圆柱一周以上而形成螺旋， 称其为蜗杆 蜗杆； 称其为蜗杆；而大齿轮的螺旋 角很小，齿数较大，称其为蜗 角很小，齿数较大杆直径d 和导程角γ 3.蜗杆直径d1和导程角 1 蜗杆直径 为了限制滚刀的数量， 国标”规定了蜗杆分度圆直径d * 为了限制滚刀的数量，“国标”规定了蜗杆分度圆直径 1 的 标准值，并与模数相匹配。 标准值，并与模数相匹配。 因此，蜗杆直径不能任意选取。 因此，蜗杆直径不能任意选取。 在导程角γ 的计算公式中， * 在导程角 1的计算公式中， tanγ tanγ1= s/πd1 = z1 mπ/πd1 = mz1 / d1
蜗杆机构
为改善交错轴斜齿轮啮合时点接触的状况， * 为改善交错轴斜齿轮啮合时点接触的状况，采取两项措施 来使蜗轮蜗杆啮合时形成线接触。 来使蜗轮蜗杆啮合时形成线接触。 1. 将蜗轮分度圆柱上的直母线作成与蜗杆轴 同心的圆弧，使蜗轮部分地包住蜗杆 包住蜗杆。 同心的圆弧，使蜗轮部分地包住蜗杆。 2. 采用与蜗杆形状基本相同的滚刀加工蜗 采用与蜗杆形状基本相同的滚刀 形状基本相同的滚刀加工蜗 轮，使滚刀和蜗轮轮坯间的展成运动等同 于蜗杆蜗轮间的啮合运动。 于蜗杆蜗轮间的啮合运动。 由此而使蜗轮和蜗杆的啮合形成线接触。 由此而使蜗轮和蜗杆的啮合形成线接触。 线接触
* 锥齿轮的轮齿分布在圆锥上， 锥齿轮的轮齿分布在圆锥上， 有直齿和曲线齿之分。 有直齿和曲线齿之分。
本节只简单介绍 直齿锥齿轮机构
圆柱齿轮中的分度圆柱等， * 圆柱齿轮中的分度圆柱等，在 分度圆锥、 锥齿轮中分别成为分度圆锥 锥齿轮中分别成为分度圆锥、 齿顶圆锥、基圆锥等。 齿顶圆锥、基圆锥等
直齿锥齿轮机构
一、直齿锥齿轮齿廓的形成 半径R与基圆锥锥距相等 与基圆锥锥距相等， * 半径 与基圆锥锥距相等，且 圆心与锥顶重合的圆平面绕 基圆锥作纯滚动时， 基圆锥作纯滚动时，其任一 半径OK展出的曲面称为渐开 展出的曲面称为渐开 半径 展出的曲面称为 线锥面。 线锥面。
*
球心在锥顶、半径为R的球面 的球面， 球心在锥顶、半径为R的球面， 与渐开线锥面的交线称为球面 与渐开线锥面的交线称为球面 渐开线。 渐开线。 * 球面渐开线是锥齿轮齿廓的理论曲线 。 由于球面不能展开，给锥齿轮的设计制造带来困难， * 由于球面不能展开，给锥齿轮的设计制造带来困难， 应想办法加以解决。 应想办法加以解决。
蜗杆机构
四、蜗杆机构的特点和应用 优点：能实现很大的传动比， 优点：能实现很大的传动比， 传动平稳， 传动平稳， 可设计成具有自锁性的机构 。 缺点：机械效率较低， 缺点：机械效率较低， 蜗轮要用耐磨材料制造， 蜗轮要用耐磨材料制造， 蜗杆承受较大的轴向力。 蜗杆承受较大的轴向力。
第十节 直齿锥齿轮机构 锥齿轮机构用来传递空间相交轴之间的运动和动力， * 锥齿轮机构用来传递空间相交轴之间的运动和动力，两轴间 。 夹角可根据需要确定，一般为90 夹角可根据需要确定，一般为90 。
直齿锥齿轮机构
二、直齿锥齿轮的几何尺寸计算 直齿锥齿轮的大端模数为标准值，相关参数也在大端度量。 大端模数为标准值 * 直齿锥齿轮的大端模数为标准值，相关参数也在大端度量。 直齿锥齿轮的齿是从大端向小端逐渐收缩的，按顶隙的不同， * 直齿锥齿轮的齿是从大端向小端逐渐收缩的，按顶隙的不同， 不等顶隙收缩齿和 两种类型。 分为不等顶隙收缩齿 等顶隙收缩齿两种类型 分为不等顶隙收缩齿和等顶隙收缩齿两种类型。
直齿锥齿轮机构
过分度圆锥母线OA上的 点 上的A点 * 过分度圆锥母线 上的 作垂直于OA的直线，交圆锥轴 的直线， 作垂直于 的直线 线于O 为锥顶、 线于 1点；以O1为锥顶、O1A 为母线， 为母线，作一与球面相切的圆 称为直齿锥齿轮的背锥 背锥。 锥，称为直齿锥齿轮的背锥。 * 将球面渐开线齿廓投影到背锥 上，并将背锥展开后的扇形齿 轮补齐，称为锥齿轮的当量齿 轮补齐，称为锥齿轮的当量齿 轮。当量齿轮的齿廓即作为直 齿锥齿轮的齿廓。 齿锥齿轮的齿廓。
不等顶隙收缩齿
等顶隙收缩齿
由于等顶隙收缩齿强度较好，应用较多。 由于等顶隙收缩齿强度较好，应用较多。
直齿锥齿轮机构
三、直齿锥齿轮的啮合 正确啮合条件：两轮大端的模数和压力角分别相等， * 正确啮合条件：两轮大端的模数和压力角分别相等， 两轮锥距相等、锥顶重合。 两轮锥距相等、锥顶重合。 传动比除写成齿数比之外， * 传动比除写成齿数比之外，还可写成 i 12 = sinδ2 ／sinδ1 以及 i 12 = cotδ1 = tanδ2 （轴间角为 轴间角为90 时）
。
应用最广的圆柱 蜗杆是阿基米德 蜗杆是阿基米德 蜗杆， 蜗杆，其在过轴 线平面内的齿形 标准齿条， 是标准齿条，在 垂直于轴线平面 内的齿形是阿基 内的齿形是阿基 米德螺线。 米德螺线。 阿基米德蜗杆是 车削而成的。 车削而成的。车 削时， 削时，刀刃与蜗 杆轴线位于同一 平面内。 平面内。
圆弧面蜗杆的齿是在 一个圆弧回转面上
蜗杆机构
蜗杆机构中的一些概念。 * 蜗杆机构中的一些概念。 （1） 蜗杆与螺旋相似，也分左、右旋。一般使用右旋蜗杆。 ） 蜗杆与螺旋相似，也分左、右旋。一般使用右旋蜗杆。 旋向与蜗杆相同； （2） 蜗轮轮齿的旋向与蜗杆相同； ） 蜗轮轮齿的旋向与蜗杆相同 蜗轮轴与蜗杆轴的交错角一般 为 90°。 （3） 蜗杆机构的传动比是： ） 蜗杆机构的传动比是： i = ω1/ω2 = z2 / z1 导程角γ 螺旋升角） （4） 蜗杆用导程角 1（螺旋升角） ） 蜗杆用导程角 作为其螺旋线的参数， 作为其螺旋线的参数，γ1是螺 旋线的切线方向与蜗杆端面间 所夹的锐角。 所夹的锐角。
左旋蜗杆：使用左手按同样的方法判断。 左手按同样的方法判断 左旋蜗杆：使用左手按同样的方法判断。
ω1 ω1
1 v2 1 v2 2 2
ω2
ω2
蜗杆机构
二、蜗杆机构的类型 根据蜗杆的外形，有两种类型： 根据蜗杆的外形，有两种类型： 圆弧面蜗杆机构 也称为环面蜗杆机构） （也称为环面蜗杆机构） 圆柱蜗杆机构
（5） 蜗杆机构运动转向的判断方法。 ） 蜗杆机构运动转向的判断方法。
啮合点处的速度方向与拇指的指向相反。 啮合点处的速度方向与拇指的指向相反。 相反
蜗杆机构
四指顺蜗杆转向握拳， 垂直于四指方向 右旋蜗杆：右手四指顺蜗杆转向握拳 拇指垂直于四指方向， 右旋蜗杆：右手四指顺蜗杆转向握拳，拇指垂直于四指方向，则蜗轮在