1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一講一、教學(xué)目標(biāo)（一）能力目標(biāo)1.能計算蝸桿傳動的幾何尺寸2.掌握蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則（二）知識目標(biāo)1.了解蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)2.掌握蝸桿傳動幾何尺寸的計算3.掌握蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則二、教學(xué)內(nèi)容1.蝸桿傳動的類型及特點 2.蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) 3.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算三、教學(xué)的重點與難點重點：蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則。難點：蝸桿傳動的主要參數(shù)。四、教學(xué)方法與手段采用多媒體教學(xué)（動畫演示運動），結(jié)合教具，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。11.1 蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。用于傳遞空間交錯的兩軸間運

2、動和功率，一般交錯角為90º，蝸桿為從動件。11.1.1 蝸桿傳動的類型按蝸桿形狀分：圓柱蝸桿機(jī)構(gòu) 普通、圓弧環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)錐蝸桿機(jī)構(gòu)按蝸桿齒廓曲線的形狀阿基米德圓柱蝸桿（最常用）漸開線圓柱蝸桿（梯形部分為漸開線）延伸漸開線蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿11.1.2 蝸桿傳動的特點1、傳動平穩(wěn) 由于蝸桿的齒是連續(xù)的螺旋形齒，傳動平穩(wěn)，噪聲也小；2、傳動比大 在一般傳動中，=1080，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000，故結(jié)構(gòu)緊湊；3、能夠自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時，蝸桿能帶動蝸輪，而蝸輪不能帶動蝸桿，即自鎖。可用于需要自鎖的起重設(shè)備，如手動葫蘆等；4、效率低 蝸桿傳動中，蝸輪齒沿蝸桿齒的螺旋線方

3、向滑動速度大，摩擦劇烈，效率低，一般蝸桿傳動的效率0.70.9；5、為減少蝸桿傳動中的摩擦，蝸輪常用減摩性好但較貴的青銅制造，成本較高。11.2 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸的計算在蝸桿傳動中，規(guī)定通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面，稱為中間平面。 對于阿基米德蝸桿蝸輪，在主平面內(nèi)蝸桿傳動相當(dāng)于齒輪齒條傳動。11.2.1 蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動比i傳動比i=n1n2=z1z2蝸桿頭數(shù)z1=1、2、4、6（單頭，i大，易自鎖，效率低，但精度好；多頭桿，但加工困難，精度）蝸輪齒數(shù)z2=iz1，Z2=27802、模數(shù)和壓力角 為了保證蝸桿輪齒與蝸輪輪齒的正確嚙

4、合，蝸桿的軸向模數(shù)和軸向壓力角，應(yīng)分別等于蝸輪的端面模數(shù)和端面壓力角，且均等于標(biāo)準(zhǔn)值，同時蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角應(yīng)等于蝸輪分度圓上的螺旋角。即（標(biāo)準(zhǔn)值20°）3、蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角 如圖所示的蝸桿有兩根螺旋線，即=2，螺旋線的導(dǎo)程角為，蝸桿的軸向齒距為pa1；導(dǎo)程s=pa1。將蝸桿的螺旋線展開，螺旋線為直角三角形的斜邊，如圖所示。蝸桿的導(dǎo)程角可由下式求出4、蝸桿分度圓直徑和蝸桿直徑系數(shù)蝸輪是由與蝸桿相似的滾刀展成切制加工而來的，蝸桿分度圓直徑d1不僅與m有關(guān)，還隨的數(shù)值變化。所以即使m相同，也會有很多不同直徑的蝸桿，也就要求具備很多刀具，為減少刀具的型號，將蝸桿d1取標(biāo)準(zhǔn)值。定義：蝸

5、桿分度圓直徑d1與模數(shù)m之比，稱蝸桿直徑系數(shù)，用q表示。即5、標(biāo)準(zhǔn)中心距11.2.2 蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動中，蝸桿、蝸輪的齒頂高、齒根高、齒全高、齒頂圓直徑、齒根圓直徑可用直齒輪公式計算，見表113。其中，分度圓直徑：；標(biāo)準(zhǔn)中心距： 傳動比：11.2.3 蝸桿傳動的正確嚙合條件（標(biāo)準(zhǔn)值20°） 11.3 蝸桿傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則 11.3.1 蝸桿傳動的失效形式1、齒面間滑動速度蝸桿傳動的滑動速度較大的VS引起易發(fā)生齒面磨損和膠合；如潤滑條件良好（形成油膜條件）則較大的VS則有助于形成潤滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動效率。2、蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的失效形式與齒輪

6、傳動相似，也有齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合和輪齒折斷。由于蝸桿傳動齒面間滑動嚴(yán)重，較易產(chǎn)生膠合和磨損。11.3.2 設(shè)計準(zhǔn)則1、開式傳動主要失效是齒面磨損和輪齒折斷設(shè)計準(zhǔn)則：為按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為設(shè)計準(zhǔn)則2、閉式傳動主要失效是膠合和點蝕設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，另計算熱平衡和蝸桿剛度。11.4 蝸桿和蝸輪的材料和結(jié)構(gòu)11.4.1 蝸桿傳動的材料蝸桿和蝸輪的材料要求：1）足夠的強(qiáng)度；2）良好的減摩、耐磨性；3）良好的抗膠合性1、蝸桿材料蝸桿多用碳鋼或合金鋼制造，如40、45、40Cr等。經(jīng)熱處理可提高齒面硬度，增加耐磨性。40、45，調(diào)質(zhì)HBS220300低速，不

7、太重要40、45、40Cr，表面淬火，HRC4555一般傳動15Cr、20Cr、12CrNiA、18CrMnT1、O20CrK滲碳淬火、HRC5863高速重載2、蝸輪蝸輪常用鑄錫青銅ZQSn l0-1、ZQSn 6-6-3和鋁鐵青銅ZQAl9-4；低速和不重要的傳動可采用鑄鐵材料。鑄鑄青銅（ZCuSn10P1，ZCuSn5P65Zn5）VS3m/s時，減摩性好，抗膠合性好，價貴，強(qiáng)度稍低。鑄鋁鐵青銅（ZcuAl10Fe3）VS4m/s，減摩性、抗膠合性稍差，但強(qiáng)度高，價兼鑄鐵：灰；球墨。VS2m/s，要進(jìn)行時效處理、防止變形。11.4.2 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)1、蝸桿蝸桿通常與軸做成一體，稱為蝸桿

8、軸。（1）無退刀槽，銑刀銑制；（2）有退刀槽，車刀車、或銑2、蝸輪蝸輪輪齒部分一般是青銅，而與軸聯(lián)接的輪轂部分一般是鋼，為節(jié)約青銅材料，其結(jié)構(gòu)有如下幾種：（1）齒圈式齒圈與輪芯一般用H7/rb配合裝配，并在配合面接縫上，加裝46個緊定螺釘。（2）螺栓聯(lián)接式用于尺寸較大蝸輪，裝拆較方便。（3）整體澆鑄式用于整體蝸輪和尺寸小的青銅蝸輪（4）拼鑄式鑄鐵輪芯上澆鑄青銅齒圈，然后切齒小結(jié)：1、蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)。2、蝸桿傳動幾何尺寸的計算。3、蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則。作業(yè)與思考：1、確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)要考慮哪些問題？ 2、何謂蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的中間平面？在中間平面內(nèi)，蝸桿蝸輪傳動相當(dāng)于

9、什么傳動？ 3、確定蝸桿直徑系數(shù)的目的是什么？的大小對蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)有什么影響？它與蝸桿分度圓直徑是什么關(guān)系？第二講一、教學(xué)目標(biāo)（一）能力目標(biāo)1.能判斷蝸輪傳動的轉(zhuǎn)向2.會選擇蝸桿傳動的潤滑方式（二）知識目標(biāo)掌握蝸輪強(qiáng)度計算方法及蝸桿傳動的熱平衡計算方法二、教學(xué)內(nèi)容1.普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算     2.蝸桿傳動的滑動速度和效率     3.蝸桿傳動的潤滑及熱平衡計算三、教學(xué)的重點與難點重點：蝸桿傳動的受力分析。難點：蝸桿傳動的強(qiáng)度計算。四、教學(xué)方法與手段采用多媒體教學(xué)（加動畫演示），結(jié)合教具，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興

10、趣。11.5 蝸桿傳動的強(qiáng)度計算11.5.1 蝸桿傳動的受力分析Ft1=-Fx2=2T1d1Ft2=-Fx1=2T2d2Fr1=-Fr2=Ft2tanFt“主反從同”；Fr指向軸線Fa1蝸桿左（右）手螺旋定則，根據(jù)蝸桿齒向伸左手或右手，握住蝸桿軸線，四指代表蝸桿轉(zhuǎn)向，大拇指所指代表D蝸桿所受軸向力Fa1的方向，F(xiàn)t2的方向與Fa1相反，F(xiàn)t2的方向即為w2轉(zhuǎn)向。11.5.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算校核公式： Mpa 式中，ZE材料的彈性系數(shù)，鋼蝸桿配青銅蝸輪ZP接觸系數(shù)，ZP為反映蝸桿傳動接觸線長度和曲率半徑對接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)載荷系數(shù)KA工況系數(shù)齒面載荷分布系數(shù)：載荷平穩(wěn)時， ；載荷變化較

11、大，或有沖擊、振動時， KV動載荷系數(shù) 精制蝸桿 一般蝸桿設(shè)計公式mm定m,q，蝸輪齒面許用接觸應(yīng)力11.5.3 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式：YFa2蝸輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)及變位系數(shù)X2蝸輪輪齒許用彎曲應(yīng)力蝸輪基本許用應(yīng)力（計入齒根應(yīng)力修正系數(shù)YFa2）彎曲應(yīng)力脈動循環(huán)；彎曲應(yīng)力對稱（雙側(cè)工作）循環(huán)設(shè)計公式 mm3 定m、d1、q11.6 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算11.6.1 蝸桿傳動的效率11.6.2 蝸桿傳動的潤滑目的：1）提高；2）降低溫升，防止磨損和膠合由于摩擦損耗大，油溫升比較高，潤滑油的精度易膠合，所以，應(yīng)采用較高粘度的潤滑油。一般低速重載用粘度高的潤滑

12、油；一般高速輕載用粘度低的潤滑油高速（VS大）噴油潤滑；低速（VS小）泄池潤滑潤滑油量適當(dāng)浸油深度1/3蝸輪外徑上置式蝸桿，潤滑較差，但攪油損失小i個蝸桿齒高下（側(cè)）置式蝸桿，潤滑較好，但攪油損失大11.6.3 蝸桿傳動熱平衡計算蝸桿傳動效率較低，摩擦發(fā)熱較大，溫升較高，過高的溫度使?jié)櫥拖♂專扯认陆担瑖Ш蠒r從齒面間被稀釋，會加劇磨損和膠合。要進(jìn)行熱平衡計算：設(shè)蝸桿傳動功率為P（KW）,效率為蝸桿傳動單位時間的發(fā)熱量為H1H1=1000P（1-） W若以自然冷卻方式，單位時間散熱量為H2H2=KdS(t-t0) WK d箱體表面散熱系數(shù)，取K d=8.1517.45 W/(m2、) （與通風(fēng)條件有關(guān)）S箱體散熱面積（內(nèi)表面能被油濺到，而外表面又可為周圍空氣冷卻的箱體表面面積）t油的工作溫度，一般應(yīng)限制在6070，最高不超過80，t max80t0環(huán)境溫度