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1、蜗杆传动的运动分析和受力分析蜗杆传动的运动分析和受力分析第第 三三 节节一、蜗杆传动的运动分析一、蜗杆传动的运动分析n1n2v v1 1 ：蜗杆节点圆周速度，沿蜗杆：蜗杆节点圆周速度，沿蜗杆：蜗杆节点圆周速度，沿蜗杆：蜗杆节点圆周速度，沿蜗杆分度圆切线。（绝对速度）分度圆切线。（绝对速度）分度圆切线。（绝对速度）分度圆切线。（绝对速度）; ; ; ;v v2 2 ：蜗轮节点圆周速度，沿蜗：蜗轮节点圆周速度，沿蜗：蜗轮节点圆周速度，沿蜗：蜗轮节点圆周速度，沿蜗轮分度圆切线。（牵连速度）轮分度圆切线。（牵连速度）轮分度圆切线。（牵连速度）轮分度圆切线。（牵连速度）; ; ; ;vs sv1212
2、：蜗杆相对于蜗轮的运：蜗杆相对于蜗轮的运：蜗杆相对于蜗轮的运：蜗杆相对于蜗轮的运动速度，沿蜗杆螺旋线切线动速度，沿蜗杆螺旋线切线动速度，沿蜗杆螺旋线切线动速度，沿蜗杆螺旋线切线（相对速度）。（相对速度）。（相对速度）。（相对速度）。 由理论力学由理论力学, ,点的速度点的速度合成定理：合成定理：蜗杆传动的运动分析蜗杆传动的运动分析d d d d1 1 ：蜗杆分度圆直径，蜗杆分度圆直径，蜗杆分度圆直径，蜗杆分度圆直径，mmmmmmmm1 ：蜗杆的角速度，蜗杆的角速度，蜗杆的角速度，蜗杆的角速度，n n n n1 1 1 1 ： 蜗杆的转速，蜗杆的转速，蜗杆的转速，蜗杆的转速，r/minr/min
3、r/minr/min ：蜗杆分度圆上螺旋线导程角。蜗杆分度圆上螺旋线导程角。蜗杆分度圆上螺旋线导程角。蜗杆分度圆上螺旋线导程角。蜗杆传动的运动分析蜗杆传动的运动分析 相对滑动速度相对滑动速度相对滑动速度相对滑动速度v v v vs s 大于大于大于大于v v v v1 1 1 1 和和和和v v v v。相对滑动速度。相对滑动速度。相对滑动速度。相对滑动速度 大，是蜗杆传动的一个特点。大，是蜗杆传动的一个特点。大，是蜗杆传动的一个特点。大，是蜗杆传动的一个特点。 v v v vs s s s 对齿面润滑状况、失效形式、效率、发热都有对齿面润滑状况、失效形式、效率、发热都有对齿面润滑状况、失效形
4、式、效率、发热都有对齿面润滑状况、失效形式、效率、发热都有较大影响。较大影响。较大影响。较大影响。 v v v v1 1 1 1 升高，升高，升高，升高，v v v vs s s s 升高，所以蜗杆的传动速度升高，所以蜗杆的传动速度升高，所以蜗杆的传动速度升高，所以蜗杆的传动速度v v v v1 1 1 1 不能不能不能不能过高。过高。过高。过高。 升高，升高，升高，升高，v v v vs s s s 升高，所以蜗杆的螺旋升角升高，所以蜗杆的螺旋升角升高，所以蜗杆的螺旋升角升高，所以蜗杆的螺旋升角 不能过不能过不能过不能过大。大。大。大。 一般一般一般一般v v v vs s s s15m/s
5、15m/s15m/s15m/s 。蜗杆传动的运动分析蜗杆传动的运动分析二、蜗杆传动的受力分析二、蜗杆传动的受力分析 已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向, , , ,用左右手规则用左右手规则用左右手规则用左右手规则确定蜗轮的转向：确定蜗轮的转向：确定蜗轮的转向：确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的速度方向指指向相反的方向表示蜗轮节点处的速度方向指指向相反的方向表示蜗轮节点处的速度方向指指向相反的方
6、向表示蜗轮节点处的速度方向。1 1、蜗轮的回转方向、蜗轮的回转方向 已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向, , , ,用左右手规用左右手规用左右手规用左右手规则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的切线速度方拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的切线速度方拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的切线速度方拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的切线速度方向。向。向。向
7、。v2v v2 2v v1 1v v1 1蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向A A蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向蜗轮的回转方向C C蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析T1n12 2 2 2、蜗杆传动的受力分析、蜗杆传动的受力分析、蜗杆传动的受力分析、蜗杆传动的受力分析 蜗杆齿面的法向力蜗杆齿面的法向力蜗杆齿面的法向力蜗杆齿面的法向力F F F Fn n n n可以分解成三个互相垂可以分解成三个互相垂可以分解成三个互相垂可以分解成三个互相垂直的力直的力直的力直的力F F F Fr r r
8、r、F F F Ft t t t、F F F Fx x x x。切向力切向力切向力切向力径向力径向力径向力径向力轴向力轴向力轴向力轴向力Fn1Fx1Ft1Fr1) )n) )蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的作用力n n1 1n n2 2F Fx1x1F Fx2x2F Fr2r2F Ft2t2F Ft1t1F Fr1r1n n1 1F Fr1r1F Fr2r2F Fx1x1F Ft1t1F Fx1x1T T1 1n n1 1F Fn1n1F Ft1t1F Fr1r1) ) n n) )蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析主动轮作用力的方向n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1F
9、t1Fx2Fr2Ft2Fr2 蜗杆上圆周力蜗杆上圆周力蜗杆上圆周力蜗杆上圆周力F F F Ft1t1t1t1与主动轮的转向相与主动轮的转向相与主动轮的转向相与主动轮的转向相反反反反； 蜗杆上径向力蜗杆上径向力蜗杆上径向力蜗杆上径向力F F F Fr1 r1 r1 r1 指向轮心；指向轮心；指向轮心；指向轮心； 蜗杆上轴向力蜗杆上轴向力蜗杆上轴向力蜗杆上轴向力F F F Fx1x1x1x1 与蜗轮上圆周力与蜗轮上圆周力与蜗轮上圆周力与蜗轮上圆周力F F F Ft2t2t2t2 方向相反：方向相反：方向相反：方向相反： 蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析从动轮的作用力的方向从动轮的作用力的方向
10、蜗轮圆周力蜗轮圆周力蜗轮圆周力蜗轮圆周力F F F Ft2 t2 t2 t2 与与与与蜗轮的转向相同蜗轮的转向相同蜗轮的转向相同蜗轮的转向相同; ; ; ; 径向力径向力径向力径向力F F F Fr2 r2 r2 r2 指向轮指向轮指向轮指向轮心心心心; ; ; ; 蜗轮上轴向力蜗轮上轴向力蜗轮上轴向力蜗轮上轴向力F F F Fx2 x2 x2 x2 与蜗杆上圆周力与蜗杆上圆周力与蜗杆上圆周力与蜗杆上圆周力F F F Ft1t1t1t1 方方方方向相反向相反向相反向相反： n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr2蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析作用力的大小l
11、: 压力角压力角压力角压力角: 蜗杆的传动效率蜗杆的传动效率蜗杆的传动效率蜗杆的传动效率蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr2例 题l 图示为蜗杆传动图示为蜗杆传动图示为蜗杆传动图示为蜗杆传动和直齿圆锥传动组合。和直齿圆锥传动组合。和直齿圆锥传动组合。和直齿圆锥传动组合。已知输出轴上的锥齿已知输出轴上的锥齿已知输出轴上的锥齿已知输出轴上的锥齿轮轮轮轮z z z z4 4 4 4的转向的转向的转向的转向n n n n4 4 4 4。求：求：求：求： 确定蜗杆的螺旋确定蜗杆的螺旋确定蜗杆的螺旋确定蜗杆的螺旋线方向和转向，并使线方
12、向和转向，并使线方向和转向，并使线方向和转向，并使中间轴中间轴中间轴中间轴IIIIIIII上的轴向力上的轴向力上的轴向力上的轴向力能抵消一部分能抵消一部分能抵消一部分能抵消一部分 在图中标出各轮在图中标出各轮在图中标出各轮在图中标出各轮轴向力的方向。轴向力的方向。轴向力的方向。轴向力的方向。I In n n n4 4 4 4z z z z4 4 4 4z z z z3 3 3 3z z z z2 2 2 2z z z z1 1 1 1蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析例题例题l 确定蜗杆的确定蜗杆的确定蜗杆的确定蜗杆的螺旋线方向和转螺旋线方向和转螺旋线方向和转螺旋线方向和转向，并使中间轴向，
13、并使中间轴向，并使中间轴向，并使中间轴IIIIIIII上的轴向力能上的轴向力能上的轴向力能上的轴向力能抵消一部分。抵消一部分。抵消一部分。抵消一部分。I In n n n4 4 4 4z z z z4 4 4 4z z z z3 3 3 3z z z z2 2 2 2z z z z1 1 1 1n n n n3 3 3 3F F F Fx3x3x3x3F F F Fx2x2x2x2F F F Ft1t1t1t1n n n n1 1 1 1F F F Fx1x1x1x1F F F Ft2t2t2t2n n n n1 1 1 1n n n n2 2 2 2n n n n2 2 2 2F F F F
14、x4x4x4x4 在图中标出在图中标出在图中标出在图中标出各轮轴向力的方向。各轮轴向力的方向。各轮轴向力的方向。各轮轴向力的方向。右旋右旋右旋右旋例题例题l l 图示为蜗杆传图示为蜗杆传图示为蜗杆传图示为蜗杆传动和直齿圆锥传动动和直齿圆锥传动动和直齿圆锥传动动和直齿圆锥传动组合。已知蜗杆的组合。已知蜗杆的组合。已知蜗杆的组合。已知蜗杆的螺旋线方向和转向。螺旋线方向和转向。螺旋线方向和转向。螺旋线方向和转向。I In n n n4 4 4 4z z z z4 4 4 4z z z z3 3 3 3z z z z2 2 2 2z z z z1 1 1 1n n n n3 3 3 3n n n n1 1 1 1n n n n1 1 1 1n n n n2 2 2 2n n n n2 2 2 2 在图中标出各轮在图中标出各轮在图中标出各轮在图中标出各轮转动方向。转动方向。转动方向。转动方向。
