当前位置: www.442.net > www.63666.net >

蜗轮分度圆直径机器设想蜗杆传动

更新时间: 2019-07-01

  机械设想 垂曲取交织轴齿轮传动 机械设想 第11章 §11-1 §11-2 §11-3 §11-4 §11-5 蜗杆传动 蜗杆传动概述 蜗杆传动的类型 通俗蜗杆传动的参数取尺寸 通俗蜗杆传动的承载能力计较 蜗杆传动的效率、润滑和热均衡计较 §11-6 圆柱蜗杆取蜗轮的布局设想 机械设想 §11-1 蜗杆传动 概述 感化:用于传送交织轴之间的反转展转活动和动力。 蜗杆自动、蜗轮从动。 ∑=90° 构成:若单个斜齿轮的齿数很少(如z1=1)并且β1很大时,轮 齿正在圆柱体上形成多圈完整的螺旋。 所得齿轮称为 蜗杆, 而啮合件称为 蜗轮。 蜗轮 ω2 2 ω1 1 蜗杆 机械设想 点接触 线接触 改良办法:将刀具做成蜗杆状,用范成法切制蜗轮, 所得蜗轮蜗杆为线接触。 长处:传动比大、布局紧凑、传动平稳、噪声小。 分度机构:i=1000, 凡是i=8~80 错误谬误:传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制制,成本高。 机械设想 蜗杆传动特点: 1) 传动比大,传送动力时i=10~80, 分度机构或手动机构可达300,只传送 活动时,i可达1000; 2)布局紧凑,传动平稳,噪声小; 3)当蜗杆导程角γ小于齿面间的当量 摩擦角φv时,能够实现自锁; 4)效率低(0.4~0.9),发烧量大;传送功率可达 200kW,但一般50kW。 5)为降低摩擦、减小磨损、提高齿面抗胶合能力, 蜗轮齿圈常用贵沉铜合金(锡青铜)制制,成本高。 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱 蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥蜗杆传动中,蜗杆是由正在节锥上分布的等导程 的螺旋构成的,而蜗轮正在外不雅上就像一个曲线锥齿轮, 它是用取锥蜗杆类似的锥滚刀正在通俗滚齿机加工而成 的。 圆柱蜗杆 环面蜗杆 锥蜗杆 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱 蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动 通俗圆柱蜗杆 通俗圆柱蜗杆的齿面一般是正在车床上用曲线刀刃的车 刀切制而成,车刀安拆分歧,加工出的蜗杆齿面的齿廓形 状分歧。按照齿廓曲线的分歧,通俗圆柱蜗杆可分为阿基米德 蜗杆(ZA)渐开线蜗杆(ZI)法向曲廓蜗杆(ZN)和锥面包络 蜗杆(ZK)。 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱蜗 杆传动 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆传动取通俗圆柱蜗杆传动的 区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。 传动特点: 1)传动效率高,一般可达90%以上; 2)承载能力高,约为通俗圆柱蜗杆的1.5~2.5倍; 3)布局紧凑。 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆 通俗圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德螺线 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA) γ 2α 单刀加工 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 阿基米德蜗杆(ZA) γ 阿基米德螺线 α α 双刀加工 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆 通俗圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 基圆 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 渐开线蜗杆(ZI) 渐开线 蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆 通俗圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 法向曲廓蜗杆(ZN) γ 锥面包络圆柱蜗杆 延长渐开线 α α 车刀对中齿厚核心法面 dx 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱蜗 杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 法向曲廓蜗杆(ZN) 圆弧圆柱蜗 杆传动 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 延长渐开线α 潘存云传授研制 车刀对中齿槽核心法面 §11-2 蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆 通俗圆柱蜗 杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 γ 2α 砂轮 近似于阿基米德螺线 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 锥面包络圆柱蜗杆(ZK) 是一种非线性螺旋齿面 蜗杆。不克不及正在车床上加 工,只能正在铣削或磨削, 加工时工件做螺旋活动, 刀具做扭转活动。 γ 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆 通俗圆柱蜗 杆传动 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 环面蜗杆传动特点: (1)传动效率高,一般可达85%~90%; 圆弧圆柱蜗 杆传动 渐开线蜗杆 法向曲廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 环面蜗杆 (2)承载能力高,约为阿基米德蜗杆的2~4倍; (3)要求制制和安拆精度高。 机械设想 §11-2 蜗杆传动的类型 通俗圆柱蜗 杆传动 最常用 阿基米德蜗杆 法向曲廓蜗杆 渐开线蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 圆柱蜗杆传动 类 型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 圆弧圆柱蜗 杆传动 锥蜗杆 机械设想 锥蜗杆传动特点: (1)同时接触的点数较多,沉合度大; (2)传动比范畴大,一般为10~360; (3)承载能力和传动效率高; (4)制制安拆简洁,工艺性好。 蜗杆旋向:左旋、左旋(常用) 鉴定方式:取螺旋和斜齿轮的旋向判断方式不异。 精度品级: 对于一般动力传动,按如劣等级制制: β1 γ1 v17.5 m/s 7级精度 v1 3 m/s 8级精度 v11.5 m/s 9级精度 d §11-3 通俗蜗杆传动的参数取尺寸 两头平面:过蜗杆轴线垂曲于蜗轮轴线。 一、圆柱蜗杆传动的次要参数 两头平面内蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。 1. 准确啮合前提 蜗轮端面蜗杆轴面模数压力角mt2=ma1=m ,αt2 =αa1=α 取尺度值 由于γ1= 90? -β1 蜗杆导程角γ1等于蜗轮螺旋角β2 γ1 = β2 旋向不异 2α 又有∑= β1+β2=90? 所以γ1= β2 t β1 β2 ∑ β1 两头平面 γ1 t 机械设想 2. 模数m和压力角α 模数m取尺度值,但取齿轮模数系列分歧。 蜗杆模数m值 GB-10088—88 第一系列 第二系列 1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40 1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14 ZA蜗杆: 压力角 αa=20°轴向 archimedes worm straight sided normal worm involute worm milled helicoid worm ZN蜗杆: αn=20°法向 ZI蜗杆: αn=20° ZK蜗杆: αn=20° 轴向压力角取法向压力角之间的关系:推导过程见机械道理斜齿条 Tanαa=tanαn /cosγ 机械设想 3.蜗杆的分度圆曲径d1 定义s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。 为了削减加工蜗轮滚刀的数量,d1只能取尺度值。 es d1 潘存云传授研制 d2 表11-2 蜗杆分度圆曲径取其模数的婚配尺度系列 mm m m m d1 d1 m d1 d1 1 1.25 18 20 22.4 20 20 28 28 (18) 22.4 (28) 35.5 2.5 (22.4) 28 (35.5) 45 4 40 (50) 71 (40) 50 (63) 90 (50) 63 6.3 (80) 112 (63) 80 (100) 140 (71) 90 … 1.6 1.6 3.15 q=12.5 q=17.5 (28) 5 8 2 35.5 (45) 56 6.3 10 4 (31.5) 摘自GB-10085—88,括号中的数字尽可能不采用 一般取:q=8~18 称比值 q=d1/m 为蜗杆的特征系数。 机械设想 4. 蜗杆头数z1 蜗杆头数z1 凡是取 即螺旋线 蜗杆动弹一圈,相当于齿条挪动z1个齿,鞭策蜗过z1个齿。 蜗杆导程 5. 蜗杆的导程角γ 将分度圆柱展开得 z1=1 轴向齿距 pa1=πm 曲径系数 q=d1/m pa1 l l=z1pa1 tanγ1=l/πd1 β1 γ1 =z1pa1/πd1 =mz1/d1 =z1/q d1 γ1 π d1 机械设想 6. 传动比 i 和齿数比 u (蜗杆自动时 i=u) n1 z2 d2 传动比 i = — = — = u 齿数比 ≠ — n2 z1 d1 若想获得大 i , 可取:z1=1,但z1↓γ1↓传动效率↓。 要求自锁时必需用单头,多头用于效率较高的场所 7. 蜗轮齿数z2 蜗轮齿数 z2= i z1 一般环境 z2≤ 80 表11-1 传动比i 蜗杆头数z1 蜗轮齿数z2 为避免根切 z2≥ 26 ∴ z2 一般正在29~80之间取值 z2过大 ? 布局尺寸↑ ? 蜗杆长度↑ ? 刚度、啮合精度↓ 蜗杆头数z1取蜗轮齿数z2的保举值 ≈5 7~15 14~30 29~82 P245 表11-2 6 4 2 1 核心矩尺度值 29~31 29~61 29~61 29~82 8. 蜗杆传动的尺度核心距 a =(d1 +d2 )/2 = m(q+ z2) /2 二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计较 由蜗杆传动的功用以及给定的传动比i ,确定z1和z2→ 按照强度要求得 a 或 m2d1 → 查 P245 表 11-2 得蜗杆传动的尺寸 和参数→查P248表11-3得根基几何尺寸。 表 11-3 通俗圆柱蜗杆传动的几何尺寸计较 名 称 计 算 公 式 蜗杆中圆曲径,蜗轮分度圆曲径 齿顶高 齿根高 顶圆曲径 根圆曲径 蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距 径向间隙 核心距 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+z2) 机械设想 机械设想 例1、为提高蜗杆传动中蜗轮的转速,拟将单头蜗杆 改为双头或4、6头蜗杆,请问本来的蜗轮可否取多 头蜗杆啮合?为什么? 答:不克不及; 由蜗杆传动的需要前提知:γ1=β2, 而 γ1=tan-1(z1/q), 若 z1 变化则 γ1 变化,故不克不及满脚 γ1=β2 的要求, 即改变蜗杆头数后,本来的蜗轮就不克不及取新蜗杆准确啮 合了。 (蜗轮蜗杆传动的配头性) 三、蜗杆传动变位的特点 按照利用场所分歧,变位传动可分为两种: 1、凑配核心矩(a’ ≠a,z2=z1) ? a ? a ? mx2 ? ? ? ?x ? a ? a ? m ? 2 m ? ? q ? z2 ? ? mx2 x2↓蜗轮根部减弱 2 为提高轮齿强度, x2一般取正值 x2↑蜗轮齿顶变尖 2、凑配传动比(a’= a,z2’ ≠ z2) 为避免齿顶变尖, ? m m q ? z ? q ? z ? mx2 ∣x2∣≤1, ? 2 2 2 2 ? 为齿数为整数 ? ?? z2 ? z2 ? 2 x2 ∣x2∣=0.5(差一齿) ? z ? z ∣x2∣=1 (差两齿) 2 2 ? ? ? ? ? ? x2 ? ? ? 2 机械设想 §11-4 通俗蜗杆传动的承载能力计较 一、蜗杆传动的失效形式及材料选择 蜗杆传动的特点:是齿面相对滑动速度大,导致发烧 严沉和磨损加剧。 次要失效形式: 胶合、点蚀、磨损。 二、蜗杆传动的常用材料 材料 蜗轮齿圈采用青铜:减摩、耐磨性、抗胶合。 蜗杆采用碳素钢取合金钢:概况光洁、硬度高。 机械设想 材料商标选择 高速沉载蜗杆:20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (概况淬火45~55HRC) 一般蜗杆:40 45 钢调质处置(硬度为220~250HBS) 蜗轮材料: vS 12 m/s时→ ZCuSn10P1锡青铜制制。 vS 12 m/s时→ ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜 vS ≤8 m/s时→ ZCuAl10Fe3铝青铜。 vS 2 m/s时→球墨铸铁、灰铸铁。 机械设想 三、蜗杆传动的设想原则 为了防止齿面过度磨损惹起的失效,应进行 * 蜗轮的齿根弯曲委靡强度计较 * 蜗轮的齿面接触委靡强度计较 为了防止蜗杆刚度不脚惹起的失效,应进行 * 蜗杆的刚度计较 为了防止过热惹起的失效,就要进行 * 传动系统的热均衡计较 机械设想 四、圆柱蜗杆传动的受力阐发 法向力可分化为三个分力: 圆 Ft 轴向力 径向力 ω2 Fr2 潘存云传授研制 Fa Fr Fa2 α Ft2 且有如下关系: Ft1 = Fa2 =2T1 / d1 Fa1 = Ft2 =2T2 / d2 Fr1 = Fr2 = Ft2 tanα 式中 ω1 Ft1 Fr1 Fa1 T1 、T1别离为感化正在蜗杆取蜗轮上的扭矩。 T2= T1iη 机械设想 蜗杆自动,蜗轮从动,蜗轮所受切向力取速度标的目的分歧,准确 判别蜗轮的转向,对进行力阐发至关主要。 蜗轮的转向可用手势判别: 左旋蜗杆:伸出左手,四指顺蜗杆转向,则蜗轮的 切向速度vp2的标的目的取拇指指向不异。 左旋蜗杆:用左手判断,方式一样。 ω2 v2 Ft2 p 2 1 Fa1 2 ω2 Ft2 v 2 ω1 Fa1 p 1 ω1 模子验证 机械设想 蜗杆传动受力标的目的的鉴定: (1)蜗杆所受扭矩T1取动弹标的目的ω1分歧; (2)蜗杆切向力Ft1指向取其动弹标的目的相反;蜗杆的 切向力Ft1取蜗轮的轴向力Fa2大小相等标的目的相反 ; (3)蜗轮切向力指向取其动弹标的目的分歧;蜗轮的切 向力Ft2取蜗杆的轴向力Fa1大小相等标的目的相反 ; (4)蜗轮蜗杆所受径向力垂曲于各自的轴线、图示为一尺度蜗杆传动,蜗杆自动,转矩 T1=25N.m,蜗杆轴向模数m=4mm,压力角?=20?, 头数z1=2,曲径d1=40mm,蜗轮齿数z2=54,传动的 啮合效率?=0.75,试确定: 1)蜗轮的转向及旋向; 2)感化正在蜗杆、蜗轮上的力大小及其标的目的。 机械设想 1)蜗向顺时针,蜗轮旋向为左旋。 54 2)T2 ? T1i? ? 25 ? ? 0.75 ? 506.25N ? m 2 d1 ? 40mm , d2 ? 4 ? 54 ? 216mm 2T1 2 ? 25000 Ft1 ? ? ? 1250N ? Fa2 d1 40 2T2 2 ? 506250 Ft2 ? ? ? 4687.5N ? Fa1 d2 216 Fr1 ? Ft2 tan ? ? 4687.5 ? tan 20? ? 1706N ? Fr2 机械设想 五、 圆柱蜗杆传动的强度计较 1 ? 1 蜗轮齿面的接触强度计 算取斜齿轮类似,仍以 赫兹公式为根本。以蜗 轮蜗杆的节点处啮合相 应参数代入即可。 (1)接触强度 ?H ? Fn ?1 ? 2 ? 2 πb 1 ? ?12 1 ? ? 2 ? E1 E2 赫兹公式: 蜗轮齿面接触强度校核公式: σH = KFn ZE = ZEZρ L0ρ∑ KT2 a3 KT2 ≤[σH ] 2 由上式可得设想公式: a≥ 3 ZEZρ [ σH ] 机械设想 K 为载荷系数,取 K = KA Kv Kβ Zρ— 接触系数:接触线长度和曲率半径对接触强度 的影响系数。 [σH ] ——许用接触应力按下表拔取。 利用系数KA 工做类型 载荷性质 每小时启动次数 起动载荷 KA I 平均、无冲击 25 小 1 II 不服均、小冲击 25~50 较 大 1.15 III 不服均、大冲击 50 大 1.2 机械设想 蜗杆传动一般较平稳 动载系数Kv , 当V23 m/s , Kv=1.1~1.2 当V2 ≤3 m/s , Kv=1~1.1 齿向载荷分布系数Kβ ,当载荷平稳时 ,取Kβ =1 当载荷变化时 ,取Kβ =1.1~1.6 影响系数Zρ 3.6 3.2 2.8 ZA,ZI,ZN,ZK蜗杆 2.4 2.0 0.2 0.25 ZC蜗杆 0.3 0.35 0.4 d1/a 0.45 0.5 0.55 0.6 灰铸铁及铸铝乌青铜蜗轮的许用接触应力[σH]MPa 材 料 滑动速度 vs/(m/s) 蜗 杆 蜗 轮 0.25 0.25 0.5 1 2 3 4 20或20Cr渗碳、淬 火,45钢淬火,齿 面硬度大于45HRC 45钢或Q275 灰铸铁HT150 灰铸铁HT200 灰铸铁HT150 206 166 150 127 95 -250 202 182 154 155 -- 铸铝乌青铜ZCuAl10Fe3 -- -139 250 125 230 106 210 79 180 -- 160 -- 172 灰铸铁HT200 208 168 152 128 96 -- -- 铸锡青铜蜗轮的根基许用接触应力[σH]MPa 蜗轮材料 铸锡磷青铜 ZCuSn10P1 铸锡锌铅青铜 ZCuSn5Pb5Zn 锻制方式 砂模锻制 蜗杆螺旋面的硬度 ≤ 45HRC 150 〉45HRC 180 金属模锻制 砂模锻制 金属模锻制 220 113 128 268 135 140 (2)蜗轮齿根弯曲强度计较 1.53KT2 ?F = YFa2Yβ ≤[? F ] 校核计较 d1d 2 m 设想公式 1.53KT2 m d1 ≥ YFa2Yβ z2 [? F ] 2 mm3 [σF] ——许用弯曲应力; 蜗轮的许用弯曲应力[σF] 蜗轮材料 铸锡青铜 ZCuSn10P1 铸锡锌青铜 ZCuSn5Pb5Zn5 铸铝乌青铜 ZCuAl10Fe3 锻制方式 砂铸模子 金属模锻制 砂铸模子 金属模锻制 砂铸模子 金属模锻制 砂铸模子 砂模锻制 单侧工做 [σ0F]’ 双侧工做 [σ-1F]’ 40 56 26 32 80 90 40 48 29 40 22 26 57 64 28 34 灰铸铁 HT150 HT200 机械设想 (2)蜗轮齿根弯曲强度计较 校核计较 设想公式 1.53KT2 ?F = YFa2Yβ ≤[? F ] d1d 2 m 1.53KT2 m d1 ≥ YFa2Yβ z2 [? F ] 2 mm3 [σF]——许用弯曲应力; YFa2 ——为蜗轮齿形系数,按当量齿数zv2=z2/cos3γ 以及蜗轮变位系数x2拔取,详见下页线图。 Yβ ——为螺旋角影响系数, Yβ =1-(γ/140?) 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 齿顶变尖极限 10 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 蜗轮的齿形系数YFa2 40 50 80 100 400 ∞ Zv 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 机械设想 六、蜗杆的刚度计较 y —蜗杆轴的最大挠度。 Ft1—蜗杆所受的圆。 2 ? F2 Ft1 r1 y? L 3 ? [ y] 48EI [y]——许用最大挠度。 [y]=d1/1000, d1—蜗杆分度圆曲径。 l 2 F f l 2 Fr1—蜗杆所受的径向力。 E—蜗杆材料的弹性模量。 I—蜗杆截面的惯性矩。 I=?df14/64,df1—蜗杆齿根圆曲径。 Fl 3 f ?? 48EI L —蜗杆两头支承间的跨距。初步计较时可取 L ≈0.9d2 d2—蜗轮分度圆曲径。 机械设想 七、通俗圆柱蜗杆传动的精度品级及其选择 GB/T10089-1988 ——对蜗杆、蜗轮和蜗杆传动 了12个精度品级,1级精度最高,12级最低。 取齿差类似,蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的公役也 分为三个公役组。 通俗圆柱蜗杆传动的精度,以6~9级使用得最多。 6级精度可用于蜗轮圆周速度v5m/s的场所; 7级精度常用于v7.5m/s的动力传动; 8级、9级精度常用于每日夜只要短时工做的低速传动 (v≤3m/s)。 机械设想 §11-5 圆弧圆柱蜗杆传动设想计较 ? 圆弧圆柱蜗杆(ZC蜗杆)传动是一种新型的蜗杆传动。 Arc-contact worm ? 取通俗圆柱蜗杆传动比拟具有的长处: 承载能力大,传动效率高,利用寿命长。 ? 圆弧圆柱蜗杆特点如下: 1)传动比范畴大(可达1:100) 2)蜗杆取蜗轮的齿廓呈凸凹啮合,有益于润滑油膜的构成 3)啮合效率较高,可达95%以上,比通俗圆柱蜗杆传动啮合 效率高10%~20%; 4)对核心距误差的性较强,传动的核心距难以调整。 机械设想 ? 圆弧圆柱蜗杆传动的次要参数及其选择 1)齿形角α0,保举α0=23°±2° 2)变位系数χ2,一般保举χ2=0.5-1.5 3)齿廓圆弧半径ρ,保举ρ=(5-5.5)m。 ? 圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸计较 圆弧圆柱蜗杆的齿形参数及几何尺寸见表11-9 ? 圆弧圆柱蜗杆传动强度计较 圆弧圆柱蜗杆的强度计较赐教材,此处从略。 P258 机械设想 §11-6 蜗杆传动的效率、润滑和热均衡计较 一、蜗杆传动的效率 功率损耗:啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。 蜗杆自动时,总效率计较公式为 tanγ η=(0.95~0.96) tan(γ+ρv ) ∴ 式中: γ为蜗杆导程角; ∵ tanγ1 =Z1 /q Z 1 ↑ ? γ ↑ ?η ↑ 机械设想 效率取蜗杆头数的大致关系为: 蜗杆头数Z1 1 2 总 效 率η 0.70 0.80 ρv称为当量摩擦角, ρv=tan-1 f 4 0.90 6 0.95 v f v为当量摩擦系数 , ρv, f v取值见下页表 当量摩擦系数和当量摩擦角 蜗轮材料 蜗杆齿面硬度 滑动速度 vs /(m/s) 0.01 0.10 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 锡青铜 HRC45 fv 其他环境 fv 无锡青铜 HRC45 fv 灰铸铁 HRC45 fv 其它 fv ρv ρv ρv ρv ρv 0.11 6 ?17′0.12 6?51′ 0.18 10?12′0.18 10?12′0.19 10?45′ 0.08 4 ?34′ 0.09 5?43′ 0.13 7?24 ′ 0.14 7?58 0.16 9?05′ 0.055 3?09′ 0.065 3?43′ 0.09 5?09′ 0.09 5?09′ 0.1 5?43′ 0.045 0.035 0.028 0.024 0.022 2?35′ 0.055 3?09′ 0.07 4? 0.07 4? 2? 0.045 2?35′ 0.055 3?09′ 0.07 4? 1?36′0.035 2? 0.045 2?35′ 1?22′0.031 1?47′0.04 2?17′ 1?16′0.029 1?40′0.035 2? 0.09 5?09′ 8.00 10.0 15.0 24.0 0.018 0.016 0.014 0.013 1?02′0.026 1?29′0.03 0?55′0.024 1?22′ 0?48′0.020 1?09′ 0?45′ 1?43′ 机械设想 tanγ η=(0.95~0.96) 阐发 Tan(γ+φv ) γ↑ ?η↑ Tanγ=z1/q γ 过大 上述公式不曲不雅,工程 上常用以下估量值。 对动力传动,宜采用多头蜗杆 γ 28?,效率η添加很少。 ?且蜗杆加工坚苦 100 当γ≤ φv 时,蜗杆具有自锁 效率 性,但效率η很低,约为 η/(%) 0.4~0.45。50% 闭式传动: z1=1 η=0.70~0.75 z1=2 η=0.75~0.82 z1=4 η=0.87~0.92 开式传动: z1=1、2 80 60 40 20 自锁极限 η=0.60~0.70 0? 10? 20? 30? 40? 50? 机械设想 蜗杆安插取润滑体例 一般采用下置蜗杆,浸油润滑;特殊环境能够 采用上置蜗杆,这时若是速度较高可采用喷油润滑。 冷 却 器 潘存云传授研制 冷 却 水 油泵 机械设想 二、蜗杆传动的润滑 若润滑不良, ?效率显著降低↓ ?晚期胶合或磨损 润滑对蜗杆传动而言,至关主要。 润滑油黏度和润滑方式 为了提高抗胶合能力应选用黏度高的润滑油 润滑油 P266表11-20 润滑体例 P266表11-21 机械设想 表11-5 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方式 蜗杆传动的相对滑动 速度vs/(m/s) 载荷类型 活动粘度 v/cSt(40℃ ) 给油方式 0~1 0~2.5 0~5 沉 沉 5~10 10~15 15~25 25 中 (不限)(不限) (不限)(不限) 220 喷油润滑 或 油池润滑 150 100 80 900 500 350 油池润滑 喷油压力 MPa 0.7 2 3 机械设想 当vs≤ 5~10 m/s时,采用油池浸油润滑。为了削减 搅油丧失,下置式蜗杆不宜浸油过深,约为一个齿高。 当v1 4 m/s时,采用蜗杆正在上的布局。 当vs 10~15 m/s时,采用压力喷油润滑。 一 个 齿 高 ra/3 机械设想 三、蜗杆传动的热均衡计较 摩擦损耗发生的热量 箱璧分发的热量 此中 因为蜗杆传动效率低,发烧量大,若不及时散热, 会惹起箱体内,油温升高,润滑失效,导致轮齿磨 损加剧,以至呈现胶合。因而,对持续工做的闭式 蜗杆传动必需进行热均衡计较 H1=1000P1(1-η) H 2 = α d S( t0 - ta ) P1 ——蜗杆传送的功率; η——蜗杆传送的效率; 60 ℃ ~70℃ αd——概况散热系数;一般取 αd=8.15~17.45W/(m2℃ ) t0——工做油温,一般取 ta——工做温度,一般取 20℃ S——散热面积(m2), 指箱体外壁取空气接触而内壁被 油飞溅到的箱壳面积。对于箱体上的散热片,其散热 面积按50%计较。 机械设想 由热均衡前提 H1= H2, 得:t0 = ta+ 1000P1(1-η) αd S 连结工做温度所需散热面积 当工做油温 t0 80 采纳散热办法: 1000P1(1-η) S = m2 α d ( t0 - t a ) ℃ 或散热面积不脚时,应 (1)添加散热面积——加散热片; (2)提高概况传热系数—— 正在蜗杆轴端加电扇、箱 内拆冷却水管、轮回油冷却。 机械设想 当工做油温 t0 80 应采纳散热办法: ℃ 或散热面积不脚时, (1)添加散热面积——加散热片; (2)提高概况传热系数—— 正在蜗杆轴端加电扇、箱 内拆冷却水管、轮回油冷却。 冷 却 器 冷 却 水 油泵 机械设想 例3、一手动起沉卷筒用蜗杆传动,测得核心距 a为 125mm,模数m为5mm,z1=1,z2=40,D=140mm, L=100mm,当量摩擦系数fv=0.18,手推力F=200N(忽略 轴承摩擦)问: 1)正在图中画出起吊沉物时手柄转向、蜗轮所受三个 分力标的目的,以及蜗轮齿旋向。 2)此机构可否自锁?为什么? 3)能起吊沉物的分量W是几多? 4)计较蜗轮上三个分力的大小。 a 机械设想 1)左旋,如图示。 2) d1 ? 2a ? d 2 ? 2 ? 125 ? 5 ? 40 ? 50mm mz 5?1 ? ? arctan 1 ? arctan ? 5.71? d1 50 ?v ? arctan f v ? arctan 0.18 ? 10.2? ? ? ?v ,故具有自锁性。 3) T1 ? FL ? 200 ? 100 ? 20000N ? mm 啮合效率 ? ? tan ? / tan(? ? ? v ) ? T2 ? T1?i ? 20000 ? 0.351 ? 40 ? 280800N ? mm 沉物分量 W ? 2T2 / D ? 40114 . N 4) Ft2 ? Fa1 ? 2T2 ? 2808N d2 2T Fa2 ? Ft1 ? 1 ? 800N d1 0.1 ? 0.351 0.285 Fr2 ? Fr1 ? Ft2 tan? ? 1022N 机械设想 §12-6 圆柱蜗杆取蜗轮的布局设想 蜗杆的布局: 凡是取轴制成一体 ? 蜗杆轴 (1)无退刀槽布局:加工螺旋部门时只能用铣制的法子。 潘存云传授研制 机械设想 (2) 有退刀槽:加工螺旋部门时可用车制或铣制的法子。 潘存云传授研制 b1 蜗杆长度b1简直定: z1=1或2时:b1 ≥(11+0.06z2)m z1= 4时: b1≥ (12.5+0.09z2)m 蜗轮的常用布局 骑缝螺钉4~8个,孔心向硬边偏移δ=2~3mm θ c de2 θ δ c de2 de2 θ c θ de2 B 组合式锻制 拼铸式 B 全体式 蜗杆头数Z1 B 齿圈式 过盈共同 B 螺栓连接式 1 ≤ da2 +2m ≤ 0.75da 2 da2 +1.5m 90~130? 4 da2 +2m 0.67 da 蜗轮顶圆曲径de2 轮缘宽度B 蜗轮齿宽角θ 轮圈厚度 C ≈ 1.6m+1.5 mm 机械设想 几种机械传动形式的特点比力 几种机械传动的根基特征比力 机械设想 如图所示传动系统:1,2 为蜗杆和蜗轮,3,4 为斜 齿圆柱齿轮。已知左旋蜗杆 1 自动,斜齿轮4动弹方 向如图。为使两头轴上的轴向力能互相抵消一部门, 试标出蜗杆1的动弹标的目的和斜齿轮 3,4 的螺旋线 机械设想 如图所示传动系统:1,2 为蜗杆和蜗轮,3,4 为锥齿轮。已知左旋蜗杆 1 自动,试阐发: (1)为使蜗轮 2 和齿轮 3 所受的轴向力标的目的相反, 试标出图中各轴的转向。 (2)标出 2 轴上两轮所受各分力的标的目的。 Ft2 1 4 3 2 2 Fa2 1 Fr2 3 4 Fa3 Ft3 Fr3

  蜗轮分度圆曲径机械设想蜗杆传动_机械/仪表_工程科技_专业材料。蜗轮分度圆曲径机械设想蜗杆传动