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1、第十三章 蜗杆传动,主要内容：,了解蜗杆传动的特点，它的适用场合。了解蜗杆传动的主要参数，如模数、压力角、螺旋头数、螺旋导程角、螺旋螺旋角、螺旋分度圆等。,第一节 概 述,蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的（图352），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90。在一般蜗杆传动中，都是以蜗杆为主动件。从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况，将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形，使之将蜗杆部分包住。这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。,蜗杆传动特点：,1传动比大，且准确。通常称蜗杆的螺旋线数为螺杆的头数，若蜗杆头数为
2、z1，蜗轮齿数为z2，则蜗杆传动的传动比为iw1/w2n1/n2z2/z1（360）通常蜗杆头数很少（z1=14），蜗轮齿数很多(z2=3080)，所以蜗杆传动可获得很大的传动比而使机构比较紧凑。单级蜗杆传动的传动比 i100300；传递动力时常用 i583。,蜗杆传动特点：,2传动平稳、无噪声。因蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿对较多。3当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，可以实现自锁。4传动效率比较低。当z11时，效率h=0.70.75；z1=2时，h=0.750.82；z134时，h=0.820.92。具有自锁时，h=0.40.45。5因啮合处有较大的滑动速度，会产生较严重
3、的摩擦磨损，引起发热，使润滑情况恶化，所以蜗轮一般常用青铜等贵重金属制造。,适用范围：,由于普通蜗杆传动效率较低，所以一般只适用于传递功率值在5060kW以下的场合。一些高效率的新型蜗杆传动所传递的功率可达500kW，圆周速度可达50m/s。,第二节 蜗杆传动的主要参数和 几何尺寸,如图353所示，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为主平面。在主平面上，蜗杆的齿廓与齿条相同，两侧边为直线，夹角2a40；而蜗轮的齿廓为渐开线，即在主平面内，蜗杆与蜗轮的啮合如同齿条与齿轮的啮合一样。因此，蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计、制造中皆以主平面上的参数和尺寸为基准。普通圆柱
4、蜗杆传动参数已标准化。,阿基米德圆柱蜗杆传动（在垂直于蜗杆轴线的剖面中，齿廓线是一条阿基米德螺旋线，故称为阿基米德螺杆）,1.模数 m和压力角 a,因为在主平面上蜗杆传动相当于齿条与齿轮的啮合，所以，蜗杆的轴向齿距等于蜗轮的端面周节p(图353)，即蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数m相等，蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角a相等。为了制造方便，把蜗轮的端面模数m及端面压力角a规定为标准值。圆柱蜗杆传动的标准模数见表321。蜗杆传动标准压力角a为20。,2螺杆导程角 g和蜗轮螺旋角 b,螺杆螺旋线一般用右旋。设螺杆螺旋的导程为S，将蜗杆分度圆上螺旋线展开后,由图3-54所示,可得其导程 S=Pa1
5、z1 mm（3-61）式中Pa1-螺杆的轴向齿距,mm；z1-螺杆头数。,螺杆分度圆柱上的导程角,式中 d1-螺杆分度圆直径，mm。蜗杆导程角与传动效率有关，导程角大，效率高；导程角小，可能导致自锁。蜗轮的螺旋角b与蜗杆的导程角g应数值相等、旋向相同（图355）。,tgg=s/pd1=z1Pa1/d1=z1m/d1（362）,3螺杆分度圆直径 d1与螺杆直径系数 q,由于切制蜗轮的滚刀必须与蜗杆的形状相当，为此，对于相同模数的蜗杆，每一种分度圆直径都必须用一把切制蜗轮的滚刀，这样，刀具的数量可能太多。为了减少刀具品种并便于标准化，对于每一个模数其蜗杆分度圆直径d1只规定少数，见表321。螺杆直
6、径系数用q表示，即q=d1/m。,4蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2,蜗杆头数一般取z1=14。若要得到大的传动比，可取z11 但当z1减少时，蜗杆的导程角g也随之减小，传动效率较低。当传递较大功率时，为提高效率，可采用多头蜗杆，一般取z12、3或4。通常蜗杆头数可根据传动比按表322选取。蜗轮齿数 z2，对于动力传动，一般 z2=29-80。z2过小时，蜗轮齿容易发生根切。z2太大时，为使传动尺寸不致过大，往往减少模数，这就导致蜗轮轮齿弯曲强度显著降低。,设计标准蜗杆传动时，一般先选定蜗杆头数 z1和蜗轮齿数 z2，然后按强度计算确定模数 m和蜗杆直径系数 p。当上述主要参数确定后，可根据表323计算出蜗杆、蜗轮的几何尺寸。,第八节 几种传动的比较,表325 几种机械传动形式的特点,表3-26 几种机械传动的基本特性,思考题,1蜗杆传动有哪些特点？2蜗杆传动的基本参数有哪些？3蜗杆传动中有哪些参数为标准值？为什么要规定蜗杆的分度圆直径d1这标准值？4蜗杆的导程角g和头数z1、轴向齿距pa、模数m之间有何关系？导程角g的大小对传动效率有何影响？5蜗杆传动的正确啮合条件是什么？6为什么蜗杆传动的效率低？蜗杆传动在什么条件下具有自锁性能？,
