匯報人:AA2024-01-14機械設計基礎課件第六章蝸桿傳動目錄CONTENCT蝸桿傳動概述蝸桿傳動的工作原理蝸桿傳動的參數與性能蝸桿傳動的設計與計算蝸桿傳動的制造與裝配蝸桿傳動的應用實例與拓展01蝸桿傳動概述定義特點定義與特點蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的一種交錯軸間的傳動，通常兩交錯軸間的夾角為90°。傳動比大、結構緊湊、傳動平穩、噪聲小，但傳動效率低、發熱量大、需良好的潤滑。圓柱蝸桿分普通圓柱蝸桿和圓弧圓柱蝸桿兩種。普通圓柱蝸桿形狀與圓柱螺旋線相似，易加工，但傳動效率低，需配磨削的蝸輪，多用于傳動比不大或動力較小的場合。圓弧圓柱蝸桿傳動效率高，需配磨削的蝸輪，適用于要求傳動效率高、傳遞功率較大的場合。圓柱蝸桿傳動環面蝸桿分為直廓環面蝸桿和包絡環面蝸桿兩種。直廓環面蝸桿傳動效率低，需配磨削的蝸輪，適用于動力較小的場合。包絡環面蝸桿傳動效率高，需配研磨的蝸輪，適用于要求傳動效率高、傳遞功率較大的場合。環面蝸桿傳動蝸桿傳動的類型減速裝置01在機械傳動系統中，蝸桿傳動常被用作減速裝置，以減小轉速并增大扭矩。例如，在機床、汽車、起重機等設備中，蝸桿傳動被廣泛應用于減速箱和變速器中。增大扭矩02由于蝸桿傳動的傳動比較大，因此可以用來增大扭矩。例如，在卷揚機、絞車等需要大扭矩的場合中，常采用蝸桿傳動來增大扭矩。調整轉速03通過改變蝸桿和蝸輪的齒數比，可以實現不同的轉速比。因此，在需要調整轉速的場合中，如機床主軸箱、汽車變速器等，常采用蝸桿傳動來實現轉速的調整。蝸桿傳動的應用02蝸桿傳動的工作原理配合關系配合間隙潤滑方式蝸桿和蝸輪在傳動過程中，需保持正確的配合關系，即蝸桿的螺旋面與蝸輪的齒面緊密貼合，以確保傳動的平穩性和效率。適當的配合間隙對于蝸桿傳動的正常工作至關重要，間隙過小可能導致傳動卡滯，間隙過大則可能產生沖擊和噪音。蝸桿和蝸輪之間的潤滑對于減少磨損、降低溫度和提高傳動效率具有重要意義，常采用油浴潤滑或噴油潤滑。蝸桿與蝸輪的配合80%80%100%蝸桿傳動的運動分析蝸桿傳動的傳動比等于蝸輪齒數與蝸桿頭數的比值，傳動比較大，可實現大速比傳動。在蝸桿傳動中，輸入轉速與輸出轉矩成反比關系，即輸入轉速越高，輸出轉矩越小。由于蝸桿傳動存在滑動摩擦，其效率相對較低，一般不超過90%。傳動比計算轉速與轉矩關系效率分析徑向力分析軸向力分析摩擦力分析蝸桿傳動的受力分析軸向力主要由蝸桿的螺旋角和摩擦角產生，作用于蝸桿的軸線方向，需通過推力軸承等結構進行平衡。蝸桿傳動中的摩擦力主要來源于蝸桿和蝸輪之間的滑動摩擦，其大小與潤滑狀況、材料性質等因素有關。在蝸桿傳動中，徑向力主要由蝸桿的螺旋線產生，作用于蝸輪的中心，需通過軸承等支撐結構進行平衡。03蝸桿傳動的參數與性能01020304模數m與壓力角α：模數是蝸桿和蝸輪齒形的基本參數，壓力角通常取為標準值20°。蝸桿傳動的參數模數m與壓力角α：模數是蝸桿和蝸輪齒形的基本參數，壓力角通常取為標準值20°。模數m與壓力角α：模數是蝸桿和蝸輪齒形的基本參數，壓力角通常取為標準值20°。模數m與壓力角α：模數是蝸桿和蝸輪齒形的基本參數，壓力角通常取為標準值20°。01020304傳動比大且準確結構緊湊、重量輕運轉平穩、噪音小具有自鎖性蝸桿傳動的性能特點由于蝸桿和蝸輪齒形為漸開線，嚙合性能好，運轉平穩且噪音小。蝸桿傳動結構緊湊，占用空間小，重量輕，便于安裝和維修。蝸桿傳動可以實現較大的傳動比，通常在i=5～80范圍內，且傳動比較準確。當蝸桿導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖。傳動比大、結構緊湊、運轉平穩、噪音小、具有自鎖性。優點傳動效率低、發熱量大、需要良好的潤滑條件；制造精度要求較高；成本較高。缺點蝸桿傳動的優缺點04蝸桿傳動的設計與計算確定傳動比和中心距選擇材料和熱處理確定傳動類型設計蝸桿和蝸輪校驗和優化設計蝸桿傳動的設計步驟根據工作機的要求，確定合適的傳動比和中心距。根據傳動的工作條件和要求，選擇合適的蝸桿和蝸輪材料，并進行必要的熱處理。根據工作條件和設計要求，選擇合適的蝸桿傳動類型，如圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動等。根據傳動比和中心距，設計蝸桿和蝸輪的齒形、齒數、模數等參數。對所設計的蝸桿傳動進行必要的校驗，如強度校驗、熱平衡校驗等，并根據校驗結果進行必要的優化設計。傳動效率計算承載能力計算強度計算熱平衡計算蝸桿傳動的計算方法根據蝸桿傳動的類型、材料和潤滑條件，計算其傳動效率。根據蝸桿和蝸輪的材料、齒形、齒數等參數，以及工作條件，計算其承載能力。對蝸桿和蝸輪進行彎曲強度、接觸強度等計算，以確保其滿足工作要求。根據工作條件和要求，對蝸桿傳動進行熱平衡計算，以確定其合適的冷卻方式和散熱條件。對所設計的蝸桿和蝸輪進行強度校核，以確保其滿足工作要求。強度校核對蝸桿和蝸輪進行剛度校核，以確保其在工作過程中不會產生過大的變形。剛度校核根據校核結果，對蝸桿傳動進行必要的優化設計，如改進齒形、增加齒數、提高材料強度等，以提高其傳動性能和壽命。優化設計對所設計的蝸桿傳動進行試驗驗證，以驗證其性能和可靠性是否滿足工作要求。試驗驗證蝸桿傳動的校核與優化05蝸桿傳動的制造與裝配材料選擇毛坯制造熱處理切削加工蝸桿傳動的制造工藝根據蝸桿傳動的使用條件和性能要求，選擇合適的材料，如鑄鐵、鋼或鋁合金等。對蝸桿和蝸輪進行熱處理，提高其力學性能和耐磨性。通過鑄造、鍛造或切削加工等方法制造蝸桿和蝸輪的毛坯。采用車削、銑削、磨削等切削加工方法，對蝸桿和蝸輪進行精加工，達到設計要求的精度和表面質量。清洗蝸桿和蝸輪，檢查其尺寸精度和表面質量，準備好所需的裝配工具和量具。裝配前的準備將蝸桿和蝸輪按照設計要求進行裝配，注意調整其嚙合間隙和接觸斑點，保證傳動的平穩性和可靠性。裝配過程通過調整蝸桿或蝸輪的位置，或采用加減墊片等方法，調整嚙合間隙和接觸斑點，使其達到設計要求。調整方法蝸桿傳動的裝配與調整定期對蝸桿傳動進行檢查，發現異常及時處理，避免故障擴大。定期檢查潤滑保養清洗維護更換磨損件根據使用條件和設計要求，選用合適的潤滑劑，定期對蝸桿傳動進行潤滑保養，減少磨損和故障。定期清洗蝸桿傳動，去除油污和雜質，保持其清潔和良好的工作狀態。當蝸桿或蝸輪磨損嚴重時，應及時更換，以保證傳動的正常運行。蝸桿傳動的維護與保養06蝸桿傳動的應用實例與拓展蝸桿傳動在升降機中廣泛應用，通過蝸桿和蝸輪的配合實現平穩的升降運動。升降機攪拌機輸送設備在攪拌機中，蝸桿傳動可將電機的旋轉運動轉化為攪拌葉片的旋轉運動，實現混合攪拌。蝸桿傳動在輸送設備中用于驅動輸送帶或鏈條，實現物料的連續輸送。030201蝸桿傳動在機械中的應用實例隨著技術的發展，蝸桿傳動的效率將不斷提高，減少能量損失。高效率化采用新材料和先進的制造工藝，蝸桿傳動將實現更輕量化的設計。輕量化結合現代控制技術，蝸桿傳動將實現智能化控制，提高傳動精度和響應速度。智能化蝸