10 第十一章 蜗轮蜗杆传动.pptx

第1页：第十一章蜗轮蜗杆传动：组成与特点

第十一章 蜗轮蜗杆传动

一、组成、功能

由蜗杆、蜗轮组成

二、特点——结构

中间平面为齿条—齿轮啮合，整体呈螺旋传动的双重特性

功能

用来传递空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力的传动机构，交错轴 90°

第2页：蜗杆传动的运动特点与主要参数

运动

i=C，可変位；传动平稳、噪声低

相对滑动

VS 大，引起磨损、发热，效率 η=70%～90% 较低

自锁

当螺旋线升角 < 摩擦角时可实现自锁

参数

轴面模数、端面模数为标准值；d1、d2 为分度圆直径；z1 为头数 1～4（头数越多，传动效率越高）；z2 可以很大，可实现比较大的传动比

第3页：蜗杆的螺旋线升角与直径系数

λ

螺旋线升角，tanλ=z1·pa/(πd1)

导程 l

标准值；蜗杆右旋则蜗轮也是右旋，蜗杆和蜗轮的螺旋线方向一致

q

蜗杆的直径系数，q=d1/m

蜗轮滚刀的参数等于蜗杆的参数（如 d1=20 对应 d1=20，d1=22 对应 d1=22），才能保证蜗轮滚刀和蜗轮的中心距一致，故 d1 取标准值。

第4页：蜗杆传动的变位（一）：凑中心距

变位：目的 1）凑标准中心距。图中给出变位前后中心距 a 与 a′ 及变位量 χm 的关系。

变位量记为 χm，变位后的实际中心距为 a′。

第5页：蜗杆传动的变位（二）：凑传动比

变位：目的 2）凑传动比。通过改变蜗轮的变位量，在中心距不变的情况下调整传动比。

在中心距不变的前提下，通过变位调整蜗轮齿数以满足传动比要求。

第6页：蜗杆传动的受力分析

三、普通蜗杆传动设计 1、受力分析：图中标出蜗杆的 Ft1、Fr1、Fa1 与蜗轮的 Ft2、Fa2、Fr2，用左、右手定则判定。

第7页：蜗杆传动的失效、材料与计算准则

2、失效分析

磨损、胶合、点蚀、弯曲断裂

3、材料

见 P127，蜗轮选用耐磨材料

4、计算准则

开式——磨损、断齿，按弯曲疲劳强度设计；闭式——磨损、点蚀，按齿面接触疲劳强度设计，并选择耐磨材料、限制磨损发生

第8页：蜗杆传动的效率

5、效率：η=η1·η2·η3，可达 0.96。η1 为啮合效率，就是螺旋传动的效率 η1=tanλ/tan(λ+φv)；φv 为当量摩擦角；η2 为轴承摩擦损失；η3 为搅油损失。

第9页：蜗杆传动的润滑与热平衡

蜗杆传动的润滑见 P303（自学内容）。

蜗杆传动的热平衡计算：H1（发热量）=H2（散热量），式中 P 为蜗杆传动的功率。

第10页：散热措施与热平衡参数

散热措施：1）加散热片；2）风扇；3）冷却管。

αd

箱体表面传热系数，8.15～17.45 W/(m²·℃)

S

箱体表面积

t0

油的工作温度

ta

周围空气的温度

第11页：蜗杆蜗轮的结构设计与作业

6、普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。例题：闭式蜗杆传动设计（P144）；作业：5-1、2、3、6。

习题：第十一章 蜗轮蜗杆传动 一、选择题

1. 当两轴线____时，可采用蜗杆传动。
   • （1）平行
   • （2）相交
   • （3）垂直交错
2. 在蜗杆传动中，通常____为主动件。
   • （1）蜗杆
   • （2）蜗轮
   • （3）蜗杆或蜗轮都可以

第12页：第十一章习题：选择题3-6

1. 在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使蜗杆导程角____当量摩擦角。
   • （1）小于
   • （2）大于
   • （3）等于
2. 起吊重物用的手动蜗杆传动装置，应用____蜗杆。
   • （1）单头、小导程角
   • （2）单头、大导程角
   • （3）多头、小导程角
   • （4）多头、大导程角
3. 为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定____为标准值。
   • （1）蜗轮齿数
   • （2）蜗轮分度圆直径
   • （3）蜗杆头数
   • （4）蜗杆分度圆直径
4. 为了凑中心距或改变传动比，可采用变位蜗杆传动，这时____。
   • （1）仅对蜗杆进行变位
   • （2）仅对蜗轮进行变位
   • （3）同时对蜗杆、蜗轮进行变位

第13页：第十一章习题：选择题7-10

1. 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生____。
   • （1）点蚀与磨损
   • （2）胶合与磨损
   • （3）轮齿折断与塑性变形
2. 蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要针对____来进行的。
   • （1）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度
   • （2）蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度
   • （3）蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度
   • （4）蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度
3. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了____。
   • （1）防止润滑油受热膨胀后外溢，造成环境污染
   • （2）防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化
   • （3）防止蜗轮材料在高温下力学性能下降
   • （4）防止蜗杆蜗轮发生热变形后，正确啮合受到破坏
4. 与齿轮传动相比，____不能作为蜗杆传动的优点。
   • （1）传动平稳，噪声小
   • （2）传动比可以很大
   • （3）可以自锁
   • （4）传动效率高

第14页：蜗杆传动分析题（一）：旋向与回转方向

二、试分析如图所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋线方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。图示为右旋蜗杆（主动），图中标出 1、2、3、4 各轴与齿轮。

第15页：蜗杆传动分析题（二）：受力方向

续题二：右旋蜗杆（主动）。图中标出各轮的圆周力 Ft1～Ft4、径向力 Fr1～Fr4 与轴向力 Fa1～Fa4，需按左右手定则逐一判定方向。

第16页：二级传动分析题（一）：旋向确定

三、已知二级传动，一级蜗杆传动，二级斜齿轮传动，试确定各个轮的旋向，接触点处所受的力，并且Ⅱ轴要受力合理。图中标出 1、2、3、4 各轮与 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三根轴。

第17页：二级传动分析题（二）：受力分析

续题三：图中标出各轮的圆周力 Ft1～Ft4、径向力 Fr1～Fr4 与轴向力 Fa1～Fa4。确定旋向时应使蜗杆轴向力与斜齿轮轴向力在 Ⅱ 轴上相互抵消一部分，使Ⅱ轴受力合理。