第8章 蜗杆传动
[原创 2010-03-30 13:17:17]
锘渴诳翁饽浚?第8章 蜗杆传动
8．1蜗杆传动的类型、特点和应用
8．2圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸
授课方式
（请打√）
理论课√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
课时
安排
2
教学大纲要求：
了解蜗杆传动的类型、特点和失应用；
掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解蜗杆传动的类型、特点和失应用；
熟悉阿基米德我干的加工方法和齿廓特点；掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
教学重点及难点： 蜗杆蜗轮的啮合传动及参数和尺寸计算
作业、讨论题、思考题：思考题8-1、8-2
习 题8-1
课后总结分析：蜗杆传动的类型、特点和应用；
阿基米德我干的加工方法和齿廓特点；
要求掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
教 学内容
备注
第8章 蜗杆传动
8.1 蜗杆传动的类型、特点和应用
蜗杆传动是用来传递空间交错轴之间的运动和动力的。
它由蜗杆1、蜗轮2和机架所组成。
图8—1 蜗杆传动
8.1.1 蜗杆传动的类型及应用
阿基米德蜗杆的类型、特点及应用：
图8—a 阿基米德蜗杆
加工原理：用直线刀刃的梯形车刀切削而成，刀刃顶平面通过蜗杆的轴线。该蜗杆在轴向断面I—I内具有梯形齿条形的直齿廓，而在法向断准分子激光xx近视面N—N内齿廓外凸；在垂直于轴线的断面（端面）上，齿廓曲线为阿基米德螺旋线。
特 点：加工和测量较方便，车削工艺好，但精度低。
8.1.2 蜗杆传动的特点
⑴结构紧凑、传动比大。传递动力时，一般 12＝8～100；传递运动或在分度机构中， 12可达1000；
⑵蜗杆传动相当于螺旋传动。
蜗杆齿是连续的螺旋齿，故传动平稳。
振动小、噪声低；
⑶当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。
⑷因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大，效率低。一般效率为 ＝0.7～0.8；具有自锁性时，其效率 ＜0.5。所以不宜用于大功率传动；
⑸为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高；
⑹对制造和安装误差很敏感。
安装时对中心距的尺寸精度要求较高。
综上所述。
蜗杆传动常用于传动功率在50kW以下。
滑动速度 s在15m／s以下的机器设备中。
8.2 圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸
8.2.1 蜗杆传动的正确啮合条件
在过蜗杆轴线而垂直于蜗轮轴线的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于直齿廓齿条与渐开线齿轮的啮合。
图8—4 蜗杆传动的啮合情况
标准参数：蜗杆蜗轮以中间平面内的参数为标准值。
正确啮合条件：中间平面内蜗杆与哭闹蜗轮的模数和压力角分别相等。
常用的标准模数见表8—2，蜗杆和蜗轮压力角的标准值 ＝20°。
8.2.2 蜗杆传动的主要参数
蜗杆传动的主要参数有：模数 、压力角 、分度圆直径 、直径系数 、蜗杆的导程角 、蜗杆头数 、蜗轮齿数 、传动比 等。
图8—5 蜗杆分度圆柱面展开图
1．蜗杆的导程角
tg
导程角的大小与效率及加工工艺性有关。导程角大，效率高，但加工较困难；导程角小，效率低，但加工方便。当 ＞28°。
用加大导程角来提高效率效果不明显；而当 ＜3°30′时。
具有自锁性。故常用导程角 ＝3.5～27°。
2．蜗杆的分度圆直径 和直径系数
蜗杆传动中。
为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样参数的蜗轮滚刀（其外径比蜗杆外径大2 ，以便在蜗轮上加工出径向间隙）来加工与其配对的蜗轮。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就必须有一种对应的蜗轮滚刀。蜗杆分度圆直径 将随、、 的变化而变化，这就意味着所需蜗轮滚刀的规格极多，这很不经济也不可能。为了减少刀具型号以利于刀具标准化。
GB制定了蜗杆分度圆直径 的标准系列，且与模数相匹配(见表8—2)。
为使计算方便，令
/ tg
则
由上式可知。
在 一定时， 值大， 也大。在 一定时， 值大。
则小，而 值小。
蜗杆传动的效率就塞拉摩岛传送门低。
3．蜗杆头数 和蜗轮齿数
蜗杆为主动件时，传动比为
蜗杆头数 主要是根据传动比和效率两个因素来选定。一般取 ＝1～6，自锁蜗杆传动或分度机构因要求自锁或大传动比。
多采用单头蜗杆；而传力蜗杆传动为提高效率。
可取 ＝2～6，常取偶数，便于分度。此外头数愈多，制造蜗杆及蜗轮滚刀时，分度误差愈大，加工精度愈难保证。
蜗轮齿数＝ ，一般取 ＝28～80。 ＜28易使蜗轮轮齿产生根切和干涉，影响传动的平稳性； ＞80，当蜗轮直径一定时。
模数会很小。
削弱弯曲强度；而当模数一定时。
又会导致蜗杆过长，刚度降低。
8.2.3 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
蜗轮的分度圆直径：
，蜗杆蜗轮的标准中心距：
/ 2 = / 2
一般圆柱蜗杆传动减速装置的中心距 应按下列数值选取：40，50，63，80。
100，125，160，200，250，315。
400。
500mm。
8.2.4 蜗杆蜗轮旋向和转向的判别
蜗杆蜗轮机构中。
通常蜗杆为主动件，蜗轮的转向取决于蜗杆的转向及蜗杆蜗轮的螺旋线旋向。
蜗轮的转向可根据左、右手定则判定，即左旋用左手、右旋用右手环握蜗杆轴线，弯曲的四指顺着齿轮的转向，拇指指向的反方向即为与蜗杆齿相啮合的蜗轮齿接触点的运动方向。同样，如果已知蜗杆及蜗轮的转向。
也可以用左、右手定则来判定蜗杆蜗xx类风湿的好药轮旋向。
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掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
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熟悉阿基米德我干的加工方法和齿廓特点；掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
教学重点及难点： 蜗杆蜗轮的啮合传动及参数和尺寸计算
作业、讨论题、思考题：思考题8-1、8-2
习 题8-1
课后总结分析：蜗杆传动的类型、特点和应用；
阿基米德我干的加工方法和齿廓特点；
要求掌握蜗杆蜗轮传动的基本尺寸计算。
教 学内容
备注
第8章 蜗杆传动
8.1 蜗杆传动的类型、特点和应用
蜗杆传动是用来传递空间交错轴之间的运动和动力的。
它由蜗杆1、蜗轮2和机架所组成。
图8—1 蜗杆传动
8.1.1 蜗杆传动的类型及应用
阿基米德蜗杆的类型、特点及应用：
图8—a 阿基米德蜗杆
加工原理：用直线刀刃的梯形车刀切削而成，刀刃顶平面通过蜗杆的轴线。该蜗杆在轴向断面I—I内具有梯形齿条形的直齿廓，而在法向断准分子激光xx近视面N—N内齿廓外凸；在垂直于轴线的断面（端面）上，齿廓曲线为阿基米德螺旋线。
特 点：加工和测量较方便，车削工艺好，但精度低。
8.1.2 蜗杆传动的特点
⑴结构紧凑、传动比大。传递动力时，一般 12＝8～100；传递运动或在分度机构中， 12可达1000；
⑵蜗杆传动相当于螺旋传动。
蜗杆齿是连续的螺旋齿，故传动平稳。
振动小、噪声低；
⑶当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。
⑷因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大，效率低。一般效率为 ＝0.7～0.8；具有自锁性时，其效率 ＜0.5。所以不宜用于大功率传动；
⑸为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高；
⑹对制造和安装误差很敏感。
安装时对中心距的尺寸精度要求较高。
综上所述。
蜗杆传动常用于传动功率在50kW以下。
滑动速度 s在15m／s以下的机器设备中。
8.2 圆柱蜗杆传动基本参数和几何尺寸
8.2.1 蜗杆传动的正确啮合条件
在过蜗杆轴线而垂直于蜗轮轴线的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于直齿廓齿条与渐开线齿轮的啮合。
图8—4 蜗杆传动的啮合情况
标准参数：蜗杆蜗轮以中间平面内的参数为标准值。
正确啮合条件：中间平面内蜗杆与哭闹蜗轮的模数和压力角分别相等。
常用的标准模数见表8—2，蜗杆和蜗轮压力角的标准值 ＝20°。
8.2.2 蜗杆传动的主要参数
蜗杆传动的主要参数有：模数 、压力角 、分度圆直径 、直径系数 、蜗杆的导程角 、蜗杆头数 、蜗轮齿数 、传动比 等。
图8—5 蜗杆分度圆柱面展开图
1．蜗杆的导程角
tg
导程角的大小与效率及加工工艺性有关。导程角大，效率高，但加工较困难；导程角小，效率低，但加工方便。当 ＞28°。
用加大导程角来提高效率效果不明显；而当 ＜3°30′时。
具有自锁性。故常用导程角 ＝3.5～27°。
2．蜗杆的分度圆直径 和直径系数
蜗杆传动中。
为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样参数的蜗轮滚刀（其外径比蜗杆外径大2 ，以便在蜗轮上加工出径向间隙）来加工与其配对的蜗轮。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就必须有一种对应的蜗轮滚刀。蜗杆分度圆直径 将随、、 的变化而变化，这就意味着所需蜗轮滚刀的规格极多，这很不经济也不可能。为了减少刀具型号以利于刀具标准化。
GB制定了蜗杆分度圆直径 的标准系列，且与模数相匹配(见表8—2)。
为使计算方便，令
/ tg
则
由上式可知。
在 一定时， 值大， 也大。在 一定时， 值大。
则小，而 值小。
蜗杆传动的效率就塞拉摩岛传送门低。
3．蜗杆头数 和蜗轮齿数
蜗杆为主动件时，传动比为
蜗杆头数 主要是根据传动比和效率两个因素来选定。一般取 ＝1～6，自锁蜗杆传动或分度机构因要求自锁或大传动比。
多采用单头蜗杆；而传力蜗杆传动为提高效率。
可取 ＝2～6，常取偶数，便于分度。此外头数愈多，制造蜗杆及蜗轮滚刀时，分度误差愈大，加工精度愈难保证。
蜗轮齿数＝ ，一般取 ＝28～80。 ＜28易使蜗轮轮齿产生根切和干涉，影响传动的平稳性； ＞80，当蜗轮直径一定时。
模数会很小。
削弱弯曲强度；而当模数一定时。
又会导致蜗杆过长，刚度降低。
8.2.3 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
蜗轮的分度圆直径：
，蜗杆蜗轮的标准中心距：
/ 2 = / 2
一般圆柱蜗杆传动减速装置的中心距 应按下列数值选取：40，50，63，80。
100，125，160，200，250，315。
400。
500mm。
8.2.4 蜗杆蜗轮旋向和转向的判别
蜗杆蜗轮机构中。
通常蜗杆为主动件，蜗轮的转向取决于蜗杆的转向及蜗杆蜗轮的螺旋线旋向。
蜗轮的转向可根据左、右手定则判定，即左旋用左手、右旋用右手环握蜗杆轴线，弯曲的四指顺着齿轮的转向，拇指指向的反方向即为与蜗杆齿相啮合的蜗轮齿接触点的运动方向。同样，如果已知蜗杆及蜗轮的转向。
也可以用左、右手定则来判定蜗杆蜗xx类风湿的好药轮旋向。
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