第八讲蜗杆传动借鉴内容.doc

第8讲 蜗杆传动学习目标及考纲要求1．了解蜗杆传动的组成与应用特点2．掌握蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算3．掌握蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定方法，熟悉其正确啮合条件 知识梳理一、蜗杆传动的组成及类型1．蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮、机架等构件组成，是利用蜗杆副传递运动和动力的一种机械传动装置2．蜗杆与蜗轮的轴线在空间互相垂直交错成90°3．在蜗杆传动中，蜗杆通常为主动件4．蜗杆传动的类型蜗杆的类型很多，根据外形不同，有圆柱蜗杆、环面蜗杆、锥蜗杆等根据齿形不同，普通圆柱蜗杆有阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆等其中阿基米德蜗杆应有最广泛见表1-8-1）表1-8-1阿基米德蜗杆端面齿廓法面齿廓轴向齿廓阿基米德螺旋线曲线直线 主平面内，蜗杆传动相当于齿条传动主平面内，蜗杆齿形是直线，相当于齿条；蜗轮齿形是渐开线，相当于齿轮二、蜗杆传动的特点（见表1-8-2）表1-8-2特 点产 生 原 因传动比大且准确由于蜗杆头数一般在1至4，因此可以在蜗轮齿数不大的情况下获得较大的单级传动比承载能力大蜗杆传动为线接触，且同时进入啮合齿的对数较多，因此承载能力大传动平稳，噪音小蜗杆传动同时进入啮合齿的对数较多，且啮合时轮齿为逐渐进入和逐渐退出。

具有自锁性能当蜗杆的导程角小于材料的当量摩擦角，便会发生自锁现象传动效率低由于蜗杆蜗轮啮合时轮齿间的相对滑动速度较大，使传动中摩擦磨损大，因此传动效率很低蜗轮材料昂贵蜗杆采用钢件，蜗轮则常采用价格昂贵的减摩材料，如锡青铜等不能任意互换啮合仅模数和齿形角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换啮合的三、蜗杆传动三向的判别方法（见表1-8-3）表1-8-3三向蜗杆（或蜗轮）旋向、蜗杆转向、蜗轮转向 判别方法已知蜗杆（或蜗轮）旋向和蜗杆转向，求蜗轮转向蜗杆（或蜗轮）左旋时用左手，右旋时用右手，半握拳，弯曲四指指向与蜗杆回转方向一致，蜗轮回转方向与大拇指指向相反已知蜗杆转向和蜗轮转向，求蜗杆（或蜗轮）旋向假设蜗杆和蜗轮为右旋，用右手定则求蜗轮转向，若与已知一致，则假设正确，为右旋；若假设错误，则为左旋已知蜗杆（或蜗轮）旋向和蜗轮转向，求蜗杆转向假设蜗杆为顺时针旋转，用左（右）手定则判别蜗轮转向，若与蜗轮已知转向一致，则假设正确，蜗杆顺时针旋转；若假设错误，则为逆时针旋转四、蜗杆传动的基本参数（见表1-8-4）表1-8-4参数参数要求或计算公式参数说明传动比z2不变，z1 少，传动比变大，但蜗杆导程角γ变小，传动效率低。

z1多， γ变大，传动效率高，但加工困难头数蜗杆头数一般在1至4范围分度机构中，一般采用单头蜗杆﹝z1=1﹞；传递动力时，常取z1=2-3；当传递功率较大时，为提高效率，可取z1=4为了避免根切，当z1=1时，z2min=18；当z1>1时，z2min=27模数蜗杆标准模数：轴向模数（mx）蜗轮标准模数：端面模数（mt）通过蜗杆轴线且与蜗轮轴线相垂直的平面为主平面，规定主平面内的参数为标准值压力角蜗杆标准压力角：轴向模数（αx）蜗轮标准压力角：端面模数（αt）蜗杆直径系数q= d1/m 为使刀具标准化，减少蜗轮滚刀数目，除规定标准模数和齿形角外，还对一定模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定，即对直径系数作了规定导程角　 蜗杆头数Z1一定时，蜗杆直径系数q值越大，蜗杆分度圆直径d1越大，蜗杆刚性越高，但导程角γ越小，传动效率越低，自锁性越好反之，q值越小，蜗杆刚性越差，导程角γ越大，传动效率越高螺旋角蜗轮的螺旋角是指蜗轮分度圆柱螺旋线的切线与蜗轮圆柱直母线之间所夹的锐角五、蜗杆传动的几何尺寸计算（见表1-8-5）表1-8-5名称计算公式蜗杆蜗轮分度圆 齿顶圆齿根圆基圆齿距齿厚齿槽宽基圆齿距全齿高齿顶高 齿根高顶隙中心距备注齿顶高系数，顶隙系数六、蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆传动在中间平面内的正确啮合条件如下：1. 蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，即。

2. 蜗杆的轴向齿形角等于蜗轮的端面齿形角，即20°3. 蜗杆的导程角等于蜗轮的螺旋角，且旋向相同，即γ1=β七、齿轮传动的受力分析（见表1-8-6）表1-8-6齿轮类型径向力（Fr）圆周力（Ft)轴向力(Fx)各分力关系直齿圆柱齿轮由啮合点指向轮心主动轮：与啮合点运动方向相反从动轮：与啮合点运动方向相同无Ft1=- Ft2Fr1= - Fr2斜齿轮左右手定则主动轮与大拇指指向一致，从动轮与大拇指相反Ft1=- Ft2Fr1= - Fr2Fx1= - Fx2锥齿轮小端指向大端Ft1=- Ft2Fr1= - Fx2Fx1= - Fr2蜗杆传动左右手定则蜗杆与大拇指指向一致，蜗轮与大拇指相反Fr1= - Fr2Fx1=- Ft2Fx2= - Ft1八、蜗杆传动的失效1. 蜗杆传动的失效总发生在蜗轮上2. 常见的失效形式：点蚀、胶合、磨损、轮齿折断典例精析 【例1】图1-8-1所示为一标准蜗杆传动起重装置悬挂的重物W通过钢索绕在卷筒上，卷筒与蜗轮同轴已知蜗轮齿数Z2=40，分度圆半径r2=160mm，蜗杆1的头数Z1=1，蜗杆直径系数q=17.5 （1）蜗杆传动的中心距a=___________mm。

（2）蜗轮2的齿根圆直径df2=__________mm （3）蜗轮2分度圆柱面螺旋角β2=_________保留两位小数） （4）重物W___________（填“会”或“不会”）自动下落 （5）重物上升时，蜗杆1的转向_____________（填“向上”或“向下”），所受的轴向力向_________（填“左”或“右”）图1-8-1答：本题解题的关键是掌握蜗杆传动的计算和方向的判断方法 （1） 由题目条件，m=8mm， （2）=300.8mm （3） （4）单头蜗杆的导程角小于5°，大多具有自锁性，因此自锁不会下落 （5）由图蜗杆的旋向为右旋，重物上升时，蜗杆1的转向向下，所受的轴向力向右 【例2】图1-8-2所示为斜齿轮—锥齿轮—蜗杆传动机构简图Ⅰ轴为主动轴，Ⅱ轴和Ⅲ轴所受的轴向力最小分析并回答下列问题 （1）齿轮4的轴向力 （填“向上”或“向下”），蜗杆5的旋向为 （2）蜗轮6 （填“顺时针”或“逆时针”）转动，受到的轴向力 （填“向上”或“向下”）。

（3）齿轮1的转向 （填“向上”或“向下”），周向力为 （4）齿轮1的旋向为 ，齿轮2的旋向为 图1-8-2 答：本题解题的关键，理解斜齿轮、锥齿轮和蜗杆传动的受力分析Ⅱ轴和Ⅲ轴所受的轴向力最小，由锥齿轮轴向力小端指向大端，轮3的轴向力向左，轮4的轴向力向下，可得轮2的轴向力向右，蜗杆5的轴向力向上再根据受力分析的关系和蜗杆三向的判断，可得： （1）向下、右旋；（2）逆时针、垂直纸面向里；（3）向下、垂直纸面向外；（4）左旋、右旋同步精练一、 填空题1．阿基米德蜗杆的轴向齿廓为 ，法向齿廓为 ，端面齿廓 为 ；蜗轮的端面齿廓为 主平面蜗杆的齿廓为___________， 蜗轮的齿廓为____________2．蜗杆传动中，主动件常为 ，轴交角为 3．为避免根切，蜗杆传动中，要求：当Z1=1时，Z2min= ；当Z1>1时，Z2min= 。

4．蜗杆传动中，蜗轮常采用 材料制造，蜗杆材料为 5．蜗杆传动的传动比 （填“大”或“小”）且 （填“恒定”或“不恒定”）， 传动平稳性 ，噪声 ，承载 ，效率 6．仅m、α相同的蜗杆和蜗轮 （填“能”或“不能”）互换7．为了便于滚刀标准化，规定了蜗杆______________ 8．蜗杆传动的标准参数在_____________平面内二、判断题9．当蜗杆为主动件时，蜗杆传动一般用于增速目的 ( )10．蜗杆传动失效部位常发生在蜗杆上 ( )11．多头蜗杆比单头蜗杆传动效率高，但难于加工 ( )12．啮合传动的蜗杆蜗轮也具有中心距可分离的特性 ( )13．蜗杆传动的传动比i=z2/z1=d2/d1 ( )14．蜗杆传动中，若已知蜗杆的转向，蜗轮的旋向，便可以判别出蜗轮的转向或蜗杆的 旋向。

( )15．蜗杆直径系数越大，其刚性越大，传动效率越高 ( )三、选择题16．用于传递空间垂直交错轴运动和动力的是（ ） A．直齿圆柱齿轮传动 B．锥齿轮传动 C．齿轮齿条传动 D．蜗杆传动17．手动起重机装置中，重物可停留在任意升降位置上而不会自动下落，这是利用蜗杆 传动的（ ）特性 A．传动比大 B．传动平稳 C．自锁性 D．中心距不可分离 18．传动比大而准确的传动是（ ） A．链传动 B．蜗杆传动 C．齿轮传动 D．带传动19．蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，则（ ） A．传动效率提高，蜗杆刚度下降 B．传动效率下降，蜗杆刚度增加 C．传动效率和蜗杆刚度都提高 D．传动效率和蜗杆刚度都下降 20．在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数Z1，则 。

A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 21．起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用 的蜗杆 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程。