考研备考期末复习 机械设计基础 齿轮机构补充——蜗杆机构.ppt

蜗杆机构 一、蜗杆和蜗轮的形成 * 蜗杆机构可以看成是由交错轴斜齿轮机构演变而来的。 若小齿轮的螺旋角很大，齿数很少（一般z1=1-4），轴向尺寸足够长，则其轮齿就可能绕圆柱一周以上而形成螺旋， 称其为蜗杆；而大齿轮的螺旋角很小，齿数较大，称其为蜗轮。 * 为改善交错轴斜齿轮啮合时点接触的状况，采取两项措施 来使蜗轮蜗杆啮合时形成线接触。 蜗杆机构 1. 将蜗轮分度圆柱上的直母线作成与蜗杆轴同心的圆弧，使蜗轮部分地包住蜗杆。 蜗杆机构 2. 采用与蜗杆形状基本相同的滚刀加工蜗轮，使滚刀和蜗轮轮坯间的展成运动等同于蜗杆蜗轮间的啮合运动。 由此而使蜗轮和蜗杆的啮合形成线接触。 （1）蜗杆与螺旋相似，也分左、右旋。 蜗杆机构 ω1 ω2 1 2 v2 左手四指顺蜗杆转向握拳，拇指垂直于四指方向，则蜗轮在啮合点处的速度方向与拇指的指向相同。 左旋蜗杆：使用右手按同样的方法判断。 ω1 1 ω2 2 v2 右旋蜗杆： 一般使用右旋蜗杆。 * 蜗杆机构中的一些概念。 （3） 蜗杆机构的传动比是： 蜗杆机构 * 蜗杆机构中的一些概念。 （2） 蜗轮轮齿的旋向与蜗杆相同；蜗轮轴与蜗杆轴的交错角一般为 90°。 i = ω1/ω2 = z2 / z1 （4） 蜗杆用导程角γ1（螺旋升角） 作为其螺旋线的参数，γ1是螺 旋线的切线方向与蜗杆端面间 所夹的锐角。 蜗杆机构 二、蜗杆机构的类型 根据蜗杆的外形，有两种类型： 应用最广的圆柱蜗杆是阿基米德杆，其在过轴线平面内的齿形是标准齿，在垂直于轴线平面内的齿形是阿基米德螺线。 阿基米德蜗杆是车削而成的。车削时，刀刃与蜗杆轴线位于同一平面内。 蜗杆机构 三、蜗杆机构的基本参数和几何尺寸 1.蜗杆的基本齿廓 过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称作主平面。 该平面也叫蜗轮的端截面，蜗杆的轴截面。 蜗杆在该平面内的齿形称为蜗杆的基本齿廓，在“国标”中给与规定。 在此平面内，蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮齿条啮合。 蜗杆轴截面内的模数mx1和齿形压力角αx1为标准值。 （分别等于蜗轮端截面内的模数mt2和分度圆压力角αt2） 注意，蜗杆模数系列与齿轮模数系列不同。 蜗杆机构 （1）蜗杆的齿数（螺旋线的条数）称为头数，用z1表示。 z1＝1或2时，分别称为单头蜗杆或双头蜗杆， z1≥3时称为多头蜗杆。 2. 蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 蜗杆的头数一般取为1，2，4，6。 动力传动时常采用双头或多头蜗杆。 单头蜗杆能获得大传动比，反行程具有自锁性，但效率低。 （2）对于蜗轮齿数: 当z1=1时取z2 ≥17 ；当z11时取z2 ≥27 ； 一般动力传动中要求z2＜80；对只传递运动的情况，z2可取得更大些。 3.蜗杆直径d1和导程角γ1 蜗杆机构 * 在导程角γ1的计算公式中， * 为了限制滚刀的数量，“国标”规定了蜗杆分度圆直径d1的 标准值，并与模数相匹配。 因此，蜗杆直径不能任意选取。 = z1 mπ/πd1 = mz1 / d1 tanγ1= s/πd1 πd1 s γ1 d1 γ1 分度圆直径和模数均为标准值，因此导程角的选择也受到限制 。 4.蜗杆蜗轮的正确啮合条件 蜗杆机构 蜗杆蜗轮的正确啮合条件: 蜗杆机构的交错角一般为90。，因此，蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角应相等， γ1 = β2 。 mx1 = mt 2 = m αx1 = αt 2 = α γ1 = β2 (∑= 90。) t t β2 β1 β1 γ1 ∑ 5.蜗杆蜗轮的几何尺寸计算 蜗杆蜗轮各部分的几何尺寸可按相关公式进行计算。 蜗杆机构 四、蜗杆机构的特点和应用 优点：能实现很大的传动比， 传动平稳， 可设计成具有自锁性的机构 。 缺点：机械效率较低， 蜗轮要用耐磨材料制造， 蜗杆承受较大的轴向力。