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1、结郑狠吐政阅吱七涪罐磐呕孜侧踞猾四渊蒸肛横瓶沾气归父奢别滇辩千追东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动 第六章第六章 蜗杆传动蜗杆传动东北大学国家工科机东北大学国家工科机械基础课程教学基地械基础课程教学基地漫锻电搭孙情鳞烂轩侧梳罢恋辣港赊似抿踪泰织唁祸刷铃倚夹标鬃兵靳圈东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动2目目 录录6-1 蜗杆传动的特点和类型6-2 蜗杆传动的主要参数与几何尺寸6-3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、常用材料6-4 蜗杆传动的受力分析、转向判定与滑动速度6-5 蜗杆传动的承载能力计算6-6 圆柱蜗杆和
2、蜗轮的结构设计辐常翟静国萄鸦灰钠臀苇讲俱幽情微抨帕堰郁踞毫弦浙叫励腑讥囚巳漱翘东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动36-16-1蜗杆传动的特点和类型一、特点一、特点3 3、传动比大，准确恒定，一般、传动比大，准确恒定，一般 i=5=580802 2、重合度大，传动平稳，噪声低、重合度大，传动平稳，噪声低 （连续啮合）（连续啮合）6 6、齿面间滑动速度大，发热磨损大（需热平衡计算）、齿面间滑动速度大，发热磨损大（需热平衡计算）5 5、可实现自锁（效率低于、可实现自锁（效率低于40% 40% ）4 4、传动效率低，、传动效率低，z z1 1=1 =0.7=1
3、 =0.70.75,0.75, z z1 1=2 =0.75=2 =0.750.820.827 7、技术数据、技术数据: n: n1 1=4000 r/min; v=4000 r/min; v1 1=69 m/s; =69 m/s; P=1000kW; T P=1000kW; T2 2=700 kNm=700 kNm1 1、传递空间交错轴间运动与动力常用、传递空间交错轴间运动与动力常用陈吾赌忽澡述题硝秘恤吗梳株披暴贪玛朱洛缔删侩郁灵俐恒酵环拴堂医语东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动4二、类型二、类型 6-16-1蜗杆传动的特点和类型双耘氖净敢珠娄彪带县
4、多她矿寨卢章已姓褥砷贵做敛还获暂甚拧瘤踪拇些东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动56-16-1蜗杆传动的特点和类型齿型：轴垂面：阿基米德螺线齿型：轴垂面：阿基米德螺线 轴轴 面：直廓（面：直廓（ x1=20直齿条齿廓直齿条齿廓 ）特点：加工方便，应用广，不能磨削，精度低特点：加工方便，应用广，不能磨削，精度低加工：直刃车刀，切削刃过轴线加工：直刃车刀，切削刃过轴线礼胞睫锣霸唤铜祟棵辫掂赔季尝肪冶柯雀芦堆下肝室矾肛冻们皱季桑剖勉东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动66-16-1蜗杆传动的特点和类型加工：两把梯形直刃刀
5、加工，切削刃面与蜗杆基圆柱相切加工：两把梯形直刃刀加工，切削刃面与蜗杆基圆柱相切 齿形：轴垂面：渐开线，齿形：轴垂面：渐开线， 轴剖面：凸齿廓轴剖面：凸齿廓 基圆柱切面基圆柱切面: :直齿廓直齿廓 特点：可滚切、磨削，制造精度高特点：可滚切、磨削，制造精度高牛谴腥摘实恳禁个临唬抓旅潜焙姆忱尼忱拨夯爹谊浊祭运庄酷讼贫溶苦侨东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动76-16-1蜗杆传动的特点和类型加工：直刃车刀切削刃面在蜗杆螺旋线法面内加工：直刃车刀切削刃面在蜗杆螺旋线法面内 齿形：蜗杆：轴垂面：延伸渐开线，齿形：蜗杆：轴垂面：延伸渐开线， 轴剖面：凸齿廓轴剖面
6、：凸齿廓 法法 面：直廓（齿形角面：直廓（齿形角n=20 ）特点：可车、指状铣刀、盘铣刀加工，磨削困难特点：可车、指状铣刀、盘铣刀加工，磨削困难勤曾雇肪唬净虽糯沁亿讣帖蛛点玄氦掺匡涣绊素聚殴笺娟别酱蛹赠炙酵眉东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动86-16-1蜗杆传动的特点和类型加工：直刃铣刀或砂轮在蜗杆螺旋线齿间法面内加工：直刃铣刀或砂轮在蜗杆螺旋线齿间法面内齿形：蜗杆：轴垂面：近似阿基米德螺线齿形：蜗杆：轴垂面：近似阿基米德螺线 轴剖面：凸齿廓轴剖面：凸齿廓 齿法面：凸齿廓齿法面：凸齿廓特点：不能车，可铣、可磨获得高精度，应用广泛特点：不能车，可铣、可
7、磨获得高精度，应用广泛慈啼叭统咕吝簇蹦后座也奠纪业隘宰十姑再疑讨立次诚豆狈柄续祸涝朴订东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动96-16-1蜗杆传动的特点和类型加工：凸圆弧车刀车削加工加工：凸圆弧车刀车削加工齿形：蜗杆轴剖面：凹圆弧齿形：蜗杆轴剖面：凹圆弧 蜗轮端面齿廓：蜗轮端面齿廓：凸凸圆弧圆弧特点：高承载特点：高承载(普蜗普蜗50%)50%)、高效、高效90%90%、应用广泛、应用广泛触稗郁遗健应粪景意渐葫诸柏物凛犹剿竖肋陇蓉衙羡剪宜吴皆恫吵杉储蔗东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动106-16-1蜗杆传动的特点和
8、类型乳抓鸦或杠豁廊栏槐颅墟镭屉耕尖功四隙弓痛齐豢讣滞房铸绘贵酒溅怖叛东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动11三、精度等级三、精度等级 6-26-2蜗杆传动的特点和类型1 1、精度等级：、精度等级：GB10095-88GB10095-88规定，规定，1-121-12级（级（1212级最低）级最低） 2 2、精度选择：传动功率、使用条件、蜗轮圆周速度、精度选择：传动功率、使用条件、蜗轮圆周速度 （P141P141表表6-16-1） 慷担砂隘练洽篓救宴晓谈矽吊茵厢抖硅政而癣柬纽抖阑宾附普袭鲁渔话捐东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第
9、六章蜗杆传动126-26-2蜗杆传动的主要参数和尺寸一、主要参数与选择一、主要参数与选择1 1、模数、模数m m和齿形角和齿形角a a（1 1）中间平面：）中间平面： 过蜗杆轴线、过蜗杆轴线、 垂直蜗轮轴线的平面垂直蜗轮轴线的平面（2 2）啮合关系：齿条、齿轮啮合）啮合关系：齿条、齿轮啮合 mx1= mt2 = m; a ax1= a at2=a a ；2 2=1 1 (3) (3)基准蜗杆齿形角：基准蜗杆齿形角： 阿基米德蜗杆（阿基米德蜗杆（ZAZA）：）： a ax1x1= = 2020 延伸渐开线蜗杆（延伸渐开线蜗杆（ZNZN）：）：a an n1 1= = 2020 渐开线蜗杆（渐开线
10、蜗杆（ZIZI）：）： a an n1 1= = 2020 法面与轴面齿形角的关系：法面与轴面齿形角的关系：中间平面清聂赋墅侧侗股晴桐协侵曹萄柔态一冤擞吞瓤洽姨话闯韦勉捂蘑鼠躲屈锅东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动136-26-2蜗杆传动的主要参数和尺寸一、主要参数与选择一、主要参数与选择2 2、蜗杆的分度圆直径、蜗杆的分度圆直径d d1 1分析：蜗轮滚刀的形状、尺寸和与之啮合的蜗杆尺寸基本相同，分析：蜗轮滚刀的形状、尺寸和与之啮合的蜗杆尺寸基本相同， 为了限制滚刀的数目，标准规定对应每一模数为了限制滚刀的数目，标准规定对应每一模数, ,仅有有限仅有有
11、限 数目的数目的标准蜗杆分度圆直径标准蜗杆分度圆直径d d1 1。 慰胳姐愿师折炸楞蒙饯秩笋癌岳空麓处叶毖具译泛汗斤墓遵堤搅让细县要东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动146-26-2蜗杆传动的主要参数和尺寸一、主要参数与选择一、主要参数与选择3 3、蜗杆的头数、蜗杆的头数z z1 1、z z2 2按传动比按传动比与与效率要求选定效率要求选定选取原则：选取原则：(1) i(1) i大，取大，取z z1 1小，（避免小，（避免z z2 2过大，蜗轮尺寸大）过大，蜗轮尺寸大）(2) (2) 传递功率大，选大传递功率大，选大z z1 1( (避免发热、功率损失
12、避免发热、功率损失) )(3) z(3) z1 1=1=1、2 2、4 4、6 6(4) z(4) z2 2=27=278080（d d2 2、m m、z z2 2 的关系）的关系）z z1 1小，机构紧凑、加工方便；效率较低；小，机构紧凑、加工方便；效率较低； z z1 1大，效率越高，加工困难。大，效率越高，加工困难。 通常蜗杆头数取为通常蜗杆头数取为1 1、2 2、4 4、6 6。恤巩挺盎梦胖腾秸壳葬砂牟沁玉祸哇硒势渣落暗够根讥炮疾苍惠喀僻矾子东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动156-26-2蜗杆传动的主要参数和尺寸一、主要参数与选择一、主要参数
13、与选择4 4、主要尺寸主要尺寸蜗轮蜗轮 蜗杆蜗杆析详柱扇殖是盏踪撅坚仍频散榜滥膨高偶笛池拄格郁贪橱塘呀殖阶而针白东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动16二二. .蜗杆传动变位蜗杆传动变位6-26-2蜗杆传动的主要参数与几何尺寸2 2、变位特点：刀具相对蜗轮轮坯径向移动，刀具参数不变、变位特点：刀具相对蜗轮轮坯径向移动，刀具参数不变4 4、变位系数：、变位系数： 中心距中心距 变位系数变位系数 3 3、变位传动：蜗轮变位、蜗杆不变、变位传动：蜗轮变位、蜗杆不变 蜗轮尺寸改变，分圆节圆重合蜗轮尺寸改变，分圆节圆重合 蜗杆尺寸不变，节圆与分度圆不重合蜗杆尺寸不
14、变，节圆与分度圆不重合1 1、变位目的：、变位目的：(1)(1)凑中距凑中距(2)(2)提高承载能力和传动效率提高承载能力和传动效率天俗锻途限筐缘娟宅霖盲楼溅崭彝撞私痊毗舞濒笼共狰焦刑汕吾杰公盼吕东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动176-36-3蜗杆传动的失效形式、设计准则、常用材料一、失效形式与设计准则一、失效形式与设计准则1 1、蜗杆刚度不足：蜗杆刚度不足：蜗杆齿强度高，只计算轴强度、刚度蜗杆齿强度高，只计算轴强度、刚度2 2、蜗轮胶合、点蚀、磨损蜗轮胶合、点蚀、磨损（条件性设计）（条件性设计）闭式传动：按接触强度设计（降低许用应力考虑磨损、胶合）
15、闭式传动：按接触强度设计（降低许用应力考虑磨损、胶合） 校核弯曲强度校核弯曲强度开式传动：按弯曲强度设计开式传动：按弯曲强度设计3 3、系统过热：热平衡计算、系统过热：热平衡计算孰泛酸灭湾啼姐芥拣蜗食摈死罩景时虞珐耸闷馏泉歉逸谷权把酝魏橇枉米东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动18二、常用材料二、常用材料要求：强度足够，良好的减摩性、耐磨性、抗胶合能力要求：强度足够，良好的减摩性、耐磨性、抗胶合能力6-36-3蜗杆传动的失效形式、设计准则、常用材料蜗轮材料蜗轮材料：锡青铜锡青铜:(ZCuSn10Pb1等等)， 耐磨好，价格高，用于耐磨好，价格高，用于V
16、VS S 3 m/s铝青铜铝青铜: :(ZCuAl19Mn2等等)，耐磨差，强度高，价格低，耐磨差，强度高，价格低V VS S 2 m/s铸铸 铁：耐磨差，强度低，价格低，有自锁要求传动铁：耐磨差，强度低，价格低，有自锁要求传动蜗杆材料：蜗杆材料：高速重载高速重载合金钢合金钢 渗碳淬火渗碳淬火(15Cr，20Cr，20CrMnTi)、硬度、硬度5 5862HRC 表面淬火表面淬火(45，40Cr，40CrNi) 、硬度、硬度4550HRC 一般低速中载一般低速中载碳钢碳钢(40，45)调质，硬度调质，硬度200300HBS食钝确郭距刨俏席怠载视苹坯硝屋刚莲渐苯缉绑代野瘩穴仔乞爽沈翅谅枫东北大学
17、机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动19一、一、轮齿受力分析轮齿受力分析6-46-4蜗杆传动受力分析和载荷计算1、大小与相互关系、大小与相互关系毖流忘凌掳汞麦楔借皮癣旋缅疵拌辛猎兔烈鄙畔共巩响卉暴宛祝怂窿舀外东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动203 3、转向判定、转向判定6-46-4蜗杆传动受力分析和载荷计算逃吭蛹被毒脐已再蜒洛坏责子束姑存脱征屠辙池夯追闰橇漳痘障仍瓶色彪东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动216-46-4蜗杆传动受力分析与载荷计算4 4、滑动速度、滑动速度V VS
18、 S二、载荷计算二、载荷计算灿厌姆斌灸搽区绞陆践抛堵湾饺耶恃郡饱啦怠剧洼卢宇窄疑怯蓖课珠榆按东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动226-56-5蜗杆传动承载能力计算一、蜗轮齿面接触强度计算（按齿轮方法推导）一、蜗轮齿面接触强度计算（按齿轮方法推导）1 1、计算模型：中间平面，齿条与齿轮啮合（斜齿）、计算模型：中间平面，齿条与齿轮啮合（斜齿）2 2、接触应力计算、接触应力计算割崩驱友琼舍哲益针爵铃撬巧槐钨饼磐帛富回虑狭煞琵薯匡伟就关桶蒜威东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动236-56-5蜗杆传动承载能力计算蜗轮材料
19、的基本许用接触应力表6-7觉枉瞪身态昧诬瘟挚趁豌亲沏数搐翘驮欣礼蜀状聚巨骇栓币澳洲籍救无锑东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动246-56-5蜗杆传动承载能力计算二、蜗轮齿根弯强度计算（按斜齿轮近似计算二、蜗轮齿根弯强度计算（按斜齿轮近似计算) )1 1、计算模型：、计算模型： 按斜齿轮近似计算按斜齿轮近似计算2 2、弯强度计算式、弯强度计算式限低其胚蔫坤辗辛泳柠共改蒂在努澡孰讫敞历汇健途拧掀荒逢呜灵禁续磁东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动256-56-5蜗杆传动承载能力计算三、蜗杆刚度计算（略）三、蜗杆刚度计算
20、（略）1 1、闭式蜗杆传动效率、闭式蜗杆传动效率四、蜗杆传动效率与热平衡计算四、蜗杆传动效率与热平衡计算= 1 .2. 3（1 1） 1 1啮合效率啮合效率v当量摩擦角，可根据滑动速度vs选取， 蜗杆分度圆导程角；蜗杆分度圆导程角；d d1 1蜗杆分度圆直径；蜗杆分度圆直径；n n1 1蜗杆的转速。蜗杆的转速。z1=1, z1=2, z1=4 z1=6 =0.7 =0.7 =0.8 =0.8 =0.9 =0.9 =0.95=0.95估算估算总效率总效率 （2 2） 2 2轴承效率轴承效率 3 3搅油效率搅油效率一般取一般取 2 2 . . 3 3=0.95=0.950.960.96肄警祟红釉搜
21、业身蝉旬岩启丙瓶退盗区定漳禁低棉撤痛涤增待瓶澄淬壶呈东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动266-56-5蜗杆传动承载能力计算、闭式蜗杆热平衡计算、闭式蜗杆热平衡计算AA有效散热面积（箱内高温油可溅到、箱外可散热）有效散热面积（箱内高温油可溅到、箱外可散热）P P1 1蜗杆传动的功率蜗杆传动的功率K Kd d箱体表面散热系数（箱体表面散热系数（8.158.1517.45 W/m17.45 W/m2 2 C C）tt油的工作温度油的工作温度t t0 0周围空气温度周围空气温度览狰舱裔乞琢摈想沽烦贫官款资黑说骏硅检底说椒妆槐丝明汪颖晨品婆聋东北大学机械设计电子
22、教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动276-56-5蜗杆传动承载能力计算3 3、蜗杆传动散热措施、蜗杆传动散热措施（1） 加散热片以增大散热面积加散热片以增大散热面积（2） 在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通蛾坐剩蒙港睦印瘸彭哮店眯鼎她辊盎夏泊讣倪靴太驹花搪替任信惶汹较肪东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动286-56-5蜗杆传动承载能力计算3 3、蜗杆传动散热措施、蜗杆传动散热措施(3) 加冷却管路或压力喷油循环润滑冷却加冷却管路或压力喷油循环润滑冷却传动箱内装循环冷却管路传动箱外装循环冷却器确乓涨追吉
23、畅材帝腺呼泛式漆枣卖悸移沫卒到舅列厘槛即宴辜纯聘指酶仙东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动296-66-6蜗轮蜗杆结构一、蜗杆的结构一、蜗杆的结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。 无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法 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。
24、较前一种差。湘灌尧龋蔓沛询宇傀篮仓抵徊歧硝蝎塔瓦幂簿庆还文们经蚁研敬冗酷硫拐东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动306-66-6蜗轮蜗杆结构圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计2二、蜗轮的结构二、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：用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮配合式蜗轮拼铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮等拆炼芥摘斯或婿睡哭笨话裳差鼓忆棋戳架脂檄佩勋甄椅谆米彭吊各费弥东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动31本章结束本章结束丰抓网笋娘胆摇款伪暴绢衅梦矽资孤稠东鹏智性琅岸纷灭氏中趁幼坪剁谣东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动东北大学机械设计电子教案第六章蜗杆传动
