1、-1蜗杆传动授课人：聂延敏2010.12-2一、蜗杆传动的特点、类型v1、蜗杆传动的组成、蜗杆传动的组成v蜗杆：常用头数为蜗杆：常用头数为1、2、3、4。v蜗轮：齿数为蜗轮：齿数为2983。v2、用于传递交错轴之间的回转运动和动力。、用于传递交错轴之间的回转运动和动力。v 蜗杆主动、蜗轮从动。交错角一般为蜗杆主动、蜗轮从动。交错角一般为90 v3、传动比、传动比1221zznni12dd-3v4、蜗杆传动的特点、蜗杆传动的特点v（1）传动比大，蜗杆）传动比大，蜗杆Z1=1、2、3、4，蜗轮，蜗轮Z2=2983。v（2）传动平稳，噪声低，）传动平稳，噪声低，重合度大，蜗杆为连续螺旋，重合度大，蜗
2、杆为连续螺旋，啮合是连续的。啮合是连续的。v（3）具有自锁性。只能以）具有自锁性。只能以蜗杆为主动件，不能以蜗轮蜗杆为主动件，不能以蜗轮为主动件。为主动件。v（4）效率低，开式传动为）效率低，开式传动为0.60.7，闭式传动，闭式传动0.70.92，具有自锁性的传，具有自锁性的传动动0.40.5。-4v（5）有轴向分力，需）有轴向分力，需使用能够承受轴向载使用能够承受轴向载荷的轴承。荷的轴承。v（6）制造蜗轮需要贵）制造蜗轮需要贵重的青铜，成本高。重的青铜，成本高。主要用于主要用于中小功率，间断工作中小功率，间断工作的场合。的场合。广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。广泛用于机床、冶金、矿山
3、及起重设备中。-5其齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆的齿廓形状不同。蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；重合度大；承载能力和效率较高。阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆）渐开线蜗杆 （ZI蜗杆）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动5、蜗杆传动的类型本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。-62 2 . .类型简介类型简介1 1）圆柱蜗杆）圆柱蜗杆阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆圆弧齿圆柱蜗杆圆弧齿圆柱蜗杆2 2）环面蜗杆）环面蜗杆3 3）锥蜗杆）锥蜗
4、杆（ 图10-46）-71 1）从从整体整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动。螺旋传动。3 3 . .阿基米德蜗杆特点阿基米德蜗杆特点 因而可直接应用螺旋的某些结论（例如因而可直接应用螺旋的某些结论（例如传动效率、传动效率、自锁条件自锁条件等等）。等等）。传动连续平稳、无噪音。传动连续平稳、无噪音。-8 因而可直接应用齿轮传动某些结论（例正确啮合条因而可直接应用齿轮传动某些结论（例正确啮合条件、几何尺寸计算等等）。件、几何尺寸计算等等）。 2 2）从从中间平面中间平面看，蜗杆齿形是看，蜗杆齿形是标准齿条标准齿条齿形齿形 蜗轮齿形蜗轮齿形是渐开线是渐开
5、线齿轮齿轮齿形，啮合传动类似于齿形，啮合传动类似于齿轮齿条啮合。齿轮齿条啮合。-9二、蜗杆传动的失效形式v1、失效形式：、失效形式： 胶合、点蚀、磨损、轮齿折胶合、点蚀、磨损、轮齿折断。断。v主要失效形式：胶合、磨损主要失效形式：胶合、磨损v蜗轮齿圈为青铜时，齿面可能出现疲劳点蚀；蜗轮齿圈为青铜时，齿面可能出现疲劳点蚀；磨损比较严重时，蜗轮轮齿变薄，从而导致磨损比较严重时，蜗轮轮齿变薄，从而导致轮齿折断。轮齿折断。-10v2、防止失效的措施、防止失效的措施v（1）供给足够的和抗胶合的润滑油）供给足够的和抗胶合的润滑油v（2）采用有效的散热方式）采用有效的散热方式v（3）提高制造和安装精度）提高
6、制造和安装精度v（4）选配适当的蜗杆和蜗轮副的材料）选配适当的蜗杆和蜗轮副的材料-11三、蜗杆蜗轮的常用材料v比较理想的材料组合是淬硬并经过磨制的钢比较理想的材料组合是淬硬并经过磨制的钢制蜗杆配以青铜蜗轮齿圈。制蜗杆配以青铜蜗轮齿圈。v1、蜗杆材料、蜗杆材料v高速重载：合金渗碳钢高速重载：合金渗碳钢-渗碳淬火渗碳淬火v中速中载：调质钢中速中载：调质钢-表面淬火表面淬火v低速：调质钢低速：调质钢-调质处理调质处理-12v2、蜗轮材料、蜗轮材料v速度大的重要传动：齿圈材料为锡青铜，速度大的重要传动：齿圈材料为锡青铜，锡青铜减摩性、耐磨性和抗胶合性、切削锡青铜减摩性、耐磨性和抗胶合性、切削性均好，强
7、度低价格贵。性均好，强度低价格贵。v速度小的传动：齿圈材料为无锡青铜或锰速度小的传动：齿圈材料为无锡青铜或锰黄铜，这两种材料强度高，价格廉，切削黄铜，这两种材料强度高，价格廉，切削性和抗胶合性不如锡青铜性和抗胶合性不如锡青铜v速度低的大蜗轮：灰铸铁速度低的大蜗轮：灰铸铁-1310-5蜗杆和蜗轮的结构1四、 蜗杆和蜗轮的结构一、蜗杆的结构由于蜗杆的直径不大，所以常和轴做成一个整体（蜗杆轴）。 无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。 有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差。虚拟现实中的蜗杆当蜗杆的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。-14蜗杆和蜗轮的结构2二、蜗轮
8、的结构为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮配合式蜗轮拼铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮 组合式蜗轮-15五、蜗杆传动装置的润滑v目的：减摩、散热。目的：减摩、散热。v润滑方式：油浴（池）润滑和喷油润滑润滑方式：油浴（池）润滑和喷油润滑v常见润滑油牌号及润滑方式见表常见润滑油牌号及润滑方式见表3-4.v润滑油的更换。润滑油的更换。-16设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云润滑方式的选择：润滑方式的选择：当当vs 510 m/s时，采用油池浸油润滑。为了减少时，采用油池浸油润滑。为了减少搅
9、油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。当当vs 1015 m/s时，采用压力喷油润滑。时，采用压力喷油润滑。当当v1 4 m/s时，采用蜗杆在上的结构。时，采用蜗杆在上的结构。-17热平衡计算2七、蜗杆传动的散热措施自然冷却的热平衡温度过高时，可采用以下措施：1） 在箱体外表面加散热片以增大散热面积。 2）在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通（图107a）。3）在油池内安装冷却管路。 （图107b）4）采用压力喷油循环润滑（安装散热器） （图107c） 。散热片溅油轮风扇过滤网集气罩-18风扇冷却-19热平衡计算3通水油泵过滤器冷却器传动箱内装循环冷却管路传动箱外装循环冷却器-20设计：潘存云设计：潘存云1 11 112p12p右旋蜗杆：右旋蜗杆：伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 切向速切向速 度度vp2p2的方向与拇指指向相反。的方向与拇指指向相反。用手势确定蜗轮的转向用手势确定蜗轮的转向：左旋蜗杆：左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。用左手判断，方法一样。2 22 2v2v2模型验证模型验证因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一种实用且简便的转向判别方法：7.7.中心距中心距a = r1+r2= m(q +z2)/ /2ar1r2
