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《机械基础》完整课件五(模块四蜗杆传动) (精品)


江苏汽车技师学院精品课程课件

机械基础

模块四 蜗杆传动

任务1 分析蜗轮减速器的运动

任务目标

1、了解蜗杆传动类型 2、能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线方向及蜗轮回转方向

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任务引入

蜗杆传动应用举例

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任务引入
蜗杆传动由蜗杆、蜗轮与机 架组成。一般蜗杆为主动件、蜗 轮为从动件。蜗杆传动用来传递 空间两交错轴之间的运动和动力, 一般两轴交角为90°,如图所示。 蜗杆传动具有自锁性,作减速运 动。广泛应用于各种机械和仪器 设备中。

蜗杆主动、蜗轮从动。
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任务分析

1、蜗杆传动如何实现大传动比? 2、蜗轮、蜗杆螺旋线的方向如何判定? 3、蜗杆传动有哪些类型?

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知识链接

一、蜗杆、蜗轮的外形 二、蜗杆传动的类型 三、蜗杆传动的应用及特点 四、蜗杆、蜗轮螺旋线的方向和回转方向

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知识链接
一、蜗杆、蜗轮的外形

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二、蜗杆传动的类型
普通圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆

法向直廓蜗杆
锥面包络蜗杆

环面面蜗杆传动

锥面蜗杆传动

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(a)圆柱蜗杆传动 (b)环面蜗杆传动 (c)锥蜗杆传动

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普通圆柱蜗杆传动

圆柱蜗杆传动

类 型

环面蜗杆传动 锥蜗杆传动

圆弧圆柱蜗杆传动

普通圆柱蜗杆的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,加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。 上一页

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普通圆柱蜗杆传动

类 型

圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动(ZC)

圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的 车刀为圆弧刀刃。 传动特点:
1)传动效率高,一般可达90%以上; 2)承载能力高,约为普通圆柱蜗杆的1.5-2.5倍; 3)结构紧凑。

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阿基米德蜗杆

普通圆柱蜗杆传动
阿基米德蜗杆(ZA)
轴剖面内的齿形为直 线;在法向剖面内的齿形 为曲线;在端面上,其齿 形为阿基米德螺线。应用 γ 最为广泛。

渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆

锥面包络蜗杆
阿基米德螺线

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车刀对中齿槽中心法面

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阿基米德蜗杆
普通圆柱蜗杆传动

渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络蜗杆

阿基米德螺线

γ
车刀对中齿厚中心法面

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α

α

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阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络蜗杆 渐开线 基圆

普通圆柱蜗杆传动

渐开线蜗杆(ZI)
轴向剖面内的齿形为 曲线,在端面上的齿形为 渐开线。

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α

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阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆
锥面包络蜗杆 法向直廓蜗杆(ZN)
轴向剖面内的齿形为 曲线,在垂直于螺旋线的 γ 法向剖面内具有直齿廓, 在端面上的齿形为一种延 伸渐开线。

普通圆柱蜗杆传动

延伸渐开线

dx

潘存云教授研制

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α

α

车刀对中齿厚中心法面 下一页

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阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆
锥面包络蜗杆 法向直廓蜗杆(ZN) γ’ γ
dx
潘存云教授研制

普通圆柱蜗杆传动

延伸渐开线

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2α 车刀对中齿槽中心法面

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阿基米德蜗杆

普通圆柱蜗杆传动

渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络蜗杆


γ
砂轮
近似于阿基米德螺线

锥面包络蜗杆(ZK)
是一种非线性螺旋齿面 蜗杆。不能在车床上加工, 只能在铣削或磨削,加工时 工件作螺旋运动,刀具作旋 转运动。

γ

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类 型
圆柱蜗杆传动

环面蜗杆传动 锥蜗杆传动

蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧 为母线所形成的旋转曲面。

环面蜗杆传动特点: 1)传动效率高,一般可达85-90%; 2)承载能力高,约为阿基米德蜗杆的2-4倍; 3)要求制造和安装精度高。

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类 型
圆柱蜗杆传动

环面蜗杆传动 锥蜗杆传动

锥蜗杆传动特点: 1)同时接触的点数较多,重合度大; 2)传动比范围大,一般为10~360; 3)承载能力和传动效率高; 4)制造安装简便,工艺性好。 上一页

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三、蜗杆传动的特点及应用

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蜗杆传动的特点
1. 蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。
2. 传动平稳、噪声小。

3. 可制成具有自锁性的蜗杆。
4. 蜗杆传动的主要缺点是效率较低。

5. 蜗轮的造价较高。 通常在滚齿机上用蜗轮滚刀或飞刀加工成形。
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蜗杆传动的应用

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四、蜗轮回转方向的判定
1、判断蜗杆或蜗轮的旋向

右手法则:
手心对着自己,四指顺 着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正, 若齿向与右手拇指指向一致,

则该蜗杆或蜗轮为右旋,反
之则为左旋。 上一页

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2、判断蜗轮的回转方向

左、右手法则:
左旋蜗杆用左手,右旋
蜗杆用右手,用四指弯曲表 示蜗杆的回转方向,拇指伸

直代表蜗杆轴线,则拇指所
指方向的相反方向即为蜗轮 上啮合点的线速度方向。 上一页

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任务实施

一、分析蜗杆传动的类型
二、判定蜗杆、蜗轮的螺旋线方向及蜗轮的回转方向

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知识小结

1、蜗杆传动 2、蜗杆传动的分类 3、蜗杆传动回转方向的判定

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课后思考

蜗杆传动和斜齿轮传动有什么异同?

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课后作业

1、习题册 模块四 任务一
填空题、选择题、判断题、简答题全部;

2、找出几例生活中应用蜗杆传动的实例。

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结束语

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模块四 蜗杆传动

任务2 分析蜗轮减速器中蜗杆与蜗轮的结构和尺寸

任务目标

1、了解蜗杆传动的正确啮合条件 2、了解蜗杆、蜗轮的结构 3、了解蜗杆传动的基本参数 4、会计算蜗杆传动的几何尺寸

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任务引入

一级闭式蜗轮减速器

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任务分析

中间平面:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面 (蜗杆轴面,蜗轮端面)在此平面内,蜗轮与蜗杆的啮 合,相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 参数和尺寸均在中间平面内确定 上一页 下一页

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一、蜗杆传动的主要参数及其选择 二、蜗杆传动的几何尺寸的就算 三、蜗杆传动的正确啮合条件

四、蜗杆、蜗轮的结构
五、蜗杆传动的失效形式

六、蜗杆、蜗轮的材料
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一、蜗杆传动的主要参数及其选择
蜗杆传动的主要参数有模数、齿形角、蜗杆头数、蜗轮齿数及 蜗杆的分度圆直径等。蜗杆以轴向的参数为标准参数,蜗轮以端面 的参数为标准参数 1、 模数m和齿形角α 蜗杆模数m值 GB10088-88 第一系列 第二系列 上一页 1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40 1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14

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2、 蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数。

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普通圆柱蜗杆传动的m与d1搭配值

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3、蜗杆的头数z1和蜗轮的齿数z2
蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值
传动比i 蜗杆头数z1 ≈5 6 7~15 4 14~30 2 29~82 1

蜗轮齿数z2

29~31

29~61

29~61

29~82

较少的蜗杆头数可以实现较大的传动比,但传动效率较低;蜗杆

头数越多,传动效率越高,但蜗杆头数过多时不易加工。

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4、 蜗杆的分度圆柱导程角γ 将分度圆柱展开得: tgγ1=l/πd1= z1 px1/πd1=mz1/d1=z1/q

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二、蜗杆传动几何尺寸的计算

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三、蜗杆传动的正确啮合条件
mx 1 = mt 2 = m αx1=αt2=α γ1=β2 (蜗轮、蜗杆旋向相同)

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四、蜗杆蜗轮的结构
1、蜗杆的结构

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2、蜗轮的结构

整体式蜗轮

齿圈式蜗轮

拼铸式蜗轮

螺栓联接式蜗轮

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五、蜗杆传动的失效形式
主要为齿面点蚀、齿面磨损和胶合。 失效总是在蜗轮上发生。 闭式传动:胶合与点蚀。 开式传动:磨损。

六、蜗杆、蜗轮的材料
要求:足够的强度;良好的减摩、耐磨性;良好的抗胶合性。

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任务实施

一、确定蜗轮减速器中蜗杆传动的正确啮合条件 二、计算相关几何尺寸 三、分析蜗杆、蜗轮的结构

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知识小结

1、中间平面 2、蜗杆传动的主要参数 3、蜗杆传动正确啮合条件 4、蜗轮、蜗杆的结构

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课后思考

蜗杆传动几何尺寸的计算和一般的齿轮传动有哪些不同?

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课后作业

1、习题册 模块四 任务二
填空题、判断题、选择题、计算题全部

2、试观察实践生产中蜗杆传动常用什么材料?主要有哪 些失效形式?

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章节小结

1、蜗杆传动的组成:蜗杆(主动件)、蜗轮(从动件)。 2、蜗杆传动的类型和应用特点。 3、蜗轮回转方向的判定方法。 4、蜗轮蜗杆传动的主要参数

5、蜗杆传动的正确啮合条件。

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结束语

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