《涡轮蜗杆传动》PPT课件.ppt

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1、蜗 轮 蜗 杆 典 型 习 题 题 1. 如 图 所 示 ， 蜗 杆 主 动 ， 主 动 轮 扭 矩 T1=20Nm， 模 数 m=4mm，Z1=2， d1=50mm， 传 动 比 i=25， 蜗 轮 传 动 的 啮 合 效 率 =0.75。n1=1000rpm,试 确 定 ： （ 1） 蜗 轮 的 齿 数 Z2；（ 7） 蜗 轮 蜗 杆 所 受 各 力 的 大 小 和 方 向 。（ 6） 蜗 轮 的 转 向 ；（ 2） 蜗 杆 的 直 径 系 数 q 和 导 程 角 ；解 :（ 1） 求 蜗 轮 的 齿 数 Z 2 2Z 1Z i 2 25 50（ 3） 标 准 中 心 距 a；（ 2） 求

2、 蜗 杆 的 直 径 系 数 q 和 导 程 角 ；1d mq q 1dm 504 12.5tan 1Zq 212.5 0.16 arctan0.16 9.09 （ 4） 相 对 滑 动 速 度 S；（ 5） 蜗 轮 螺 旋 角 2和 蜗 杆 导 程 角 关 系 ？ （ 4） 求 相 对 滑 动 速 度 S ；S 1cos 1 160 1000 cosd n 50 300060 1000 0.987 7.854 /m sa （ 3） 标 准 中 心 距 a2( )2m q Z 4 (12.5 50)2 125mm a o2n1 n2 2 1n1 V 1V2VSV2（ 5） 蜗 轮 螺 旋 角

3、2和 蜗 杆 导 程 角 关 系 ？2 1 12 1 （ 3） 蜗 轮 的 转 向 ； Ft2Fa1 2n1n（ 4） 蜗 轮 蜗 杆 所 受 各 力 的 大 小 和 方 向 。 2 11tF 2tF 3750N2rF 1360N2T 2d 1n Fa1 Ft2Fa2 Ft1112Td 32 20 1050 800N2aF1 12T i 200 25 0.75 375Nm 2mZ 4 50 200mm222Td 32 375 10200 1aF2 tantF 3750 tan20 1rF Fr1Fr2 2nFt1 Fa2 1 212 题 2 判 断 图 中 各 蜗 杆 、 蜗 轮 的 转 向

4、和 螺 旋 线 方 向（ 按 构 件 1主 动 ） 画 出 各 蜗 杆 、 蜗 轮 所 受 三 个 力 的 方 向 。Ft1 Fr1F r2 Fa1Ft2 Fa22n 1nFt1Fr1Fa1 1n Fa2 Ft2Fr2 2n 右 旋 2 112Ft2 Fa1Ft1Fa2 Fr1Fr2 Fr2 Fr1Ft1Fa2 1n2n 2n1n Ft2 Fa1左 旋 右 旋 3题 3 如 图 所 示 为 蜗 杆 传 动 和 圆 锥 齿 轮 传 动 的 组 合 。已 知 输 出 轴 上 的 圆 锥 齿 轮 的 齿 数 Z4和 转 向 n4：（ 1） 欲 使 中 间 轴 上 的 轴 向 力 能 部 分 抵 消

5、， 试 确 定 蜗 杆 传 动 的 螺 旋 线 方 向 和 蜗 杆 的 转 向 ；（ 2） 在 图 上 标 出 各 轮 轴 向 力 的 方 向 。 Fa3Fa2Ft1 1n 3nFt2Fa1 右 旋Fa4解 ： （ 1） 如 图 所 示 ；（ 2） 如 图 所 示 。 1n 32 题 4 已 知 两 蜗 杆 均 为 右 旋 ， 轴 为 输 入 轴 ,转 向 如 图 所 示 。 试 分 析 ： （ 2） 轴 转 向 ；（ 3） 蜗 杆 3和 蜗 轮 2的 受 力 方 向（ 1） 各 蜗 杆 、 蜗 轮 的 螺 旋 线 方 向 ；解 ：（ 1） 各 蜗 杆 、 蜗 轮 的 螺 旋 线 方 向 均

6、为 右 旋 ； （ 2） 轴 转 向 如 图 示 ； 2n3n（ 3） 3、 2的 受 力 方 向 如 图 示 Fa1 Ft2 Fr3Fr2 Fa3Ft3Ft1Fa2 2n Ft2 （ 1） 欲 使 重 物 W上 升 1m， 蜗 杆 应 转 多 少 转 ？（ 2） 蜗 杆 与 蜗 轮 间 的 当 量 摩 擦 系 数 fV=0.18时 ， 该 机 构 能 否 自 锁 ?l（ 3） 若 重 物 W=5KN， 手 摇 时 施 加 的 力 F=100N， 手 柄 转 臂 的 长 度 应 为 多 少 ？题 5 手 动 绞 车 采 用 圆 柱 蜗 杆 传 动 。 已 知 ： m=8mm， Z1 =1， d

7、1=80m， Z2 =40 ， 卷 筒 直 径 D=200mm。 问 ： 12 32 1 10Dn n D 1 12Dn n i V 蜗 杆 转 数（ 2） 自 锁 条 件 ：解 ： （ 1） 求 蜗 杆 转 数 卷 筒 的 转 数 1000200 1.59 /minr 401.59 1 211.59 ZZ 63.6 /minr 12V （ 2） 自 锁 条 件 ： V tan( 5.71 10.20V 1101Zq1dmq 808 10)arctan0.1 5.71 arctan Vfarctan0.1810.20 满 足 自 锁 条 件 。 12从 动 鼓 轮 上 作 用 的 扭 矩 1

8、12Ti 2T 1T F l 1 l 得 出 ：其 中 ： 2DW (3)手 柄 转 臂 的 长 度 2DW 12F l i 122DWF i 2005000 2100 40 0.35 357mm 0.35tantan( ) tan5.7tan(5.7 10.20 ) 123 WD45H题 6 如 图 所 示 为 一 起 重 机 减 速 装 置 ， 。 已 知 各 轮 齿 数 Z1=Z2=20, Z3 =60， Z4=2， 轮 1 的 转 向 如 图 所 示 ， 卷 筒 直 径 D=136mm。 试 问 ：（ 1） 此 重 物 是 上 升 还 是 下 降 ？（ 2） 设 系 统 效 率 0.6

9、8， 为 使 重 物 上 升 ， 施 加 在 轮 1上 的 驱 动 力 T1=10Nm， 问 重 物 的 重 量 是 多 少 ？解 ： （ 1） 通 过 传 动 比 计 算 判 断 重 物 升 降 。 n143 41 nn nn 141 i 13ZZ1314 1 ZZi 轮 1 和 蜗 杆 4 转 向 相 同 。 n520601 441313 iiH 5tF4aFn4由 此 可 判 断 出 蜗 轮 5 为 逆 时 针 转 向 ， 故 重 物 上 升 。 1515 2 iTDWT 0.68， T1=10Nm， D=136mm （ 2） 通 过 T1 和 T 之 间 的 关 系 求 W。45141

10、5 iii 其 中 ： 20240 455445 ZZnni由 于 ： 80204451415 iii DiTW /2 151 已 知 ： 123 WD45H N8000136 68.08010102 3 DiTW /2 151 n1题 6 如 图 所 示 为 一 蜗 杆 减 速 器 ， 蜗 杆 轴 输 入 功 率 P1=5.5KW， 转 速n1=2920r/min， 载 荷 平 稳 ， 单 向 转 动 ， 两 班 制 工 作 ， 蜗 杆 和 蜗 轮 间的 当 量 摩 擦 系 数 fV=0.018， 模 数 ， m=6mm， 蜗 杆 直 径 系 数 q=9， 蜗杆 头 数 Z1=2， 蜗 轮

11、齿 数 Z2=60， 考 虑 轴 承 效 率 及 搅 油 损 失 2=0.95.（ 1） 确 定 蜗 杆 的 旋 向 ,蜗 轮 的 转 向 ;（ 2） 求 蜗 杆 传 动 的 啮 合 效 率 1和 总 效 率 ;（ 3） 求 作 用 在 蜗 杆 和 蜗 轮 上 作 用 力 的 大 小 和 方 向 ；（ 4） 5年 （ 每 年 按 260天 计 算 ） 功 率 损 耗 的 费 用 (每 度 电 按 0.5元 计 算 ） 。解 : （ 1） 蜗 杆 的 旋 向 ,蜗 轮 的 转 向 如 图 示 ；n1 1aF2tF n2（ 2） 求 蜗 杆 传 动 的 啮 合 效 率 1和 总 效 率 ;1 ta

12、ntan( )V 1arctan Zq 2arctan 9 12 31 43 1 tantan( )V V 1 tantan( )V 1 2 2 1 12T T i 6 11 19.55 10 PT n 12 31 43 arctan Vf arctan0.018 1 1 52 tan12 31 43tan(12 31 43 1 1 52 ) 0.9210.921 0.95 0.875 6 5.59.55 10 2920 41.80 10 Nmm 54.97 10 Nmm 4 601.8 10 0.9212 1 2 3 n1 n211 12t TF d1 2a tF F1 2r RF F（ 4

13、） 5年 （ 每 年 按 260天 计 算 ） 功 率 损 耗 的 费 用 。（ 3） 求 作 用 在 蜗 杆 和 蜗 轮 上 作 用 力 的 大 小 和 方 向 ； n1n 11tF 2aF Fr2Fr12 480006 9 2 48000mq667N 52 4.97 106 60 2763N 1aF222Td 2tF2 tantF 2763 tan20 1006.N输 入 功 率 ： 5.5P KW工 作 功 率 ： WP P损 耗 功 率 ： fP 损 耗 功 率 费 用 ： (5 260 2 8) 0.5fD P 2aF 0.875 5.5 4.812KWP P (1 )P 5.5(1

14、 0.875) 0.688KW 7155 元 W fP P P 题 7 如 图 所 示 一 开 式 蜗 杆 传 动 起 重 机 构 ， 蜗 杆 与 蜗 轮 之 间 当 量 摩 擦系 数 fV=0.16(不 计 轴 承 摩 擦 损 失 ） ， 起 重 时 ， 作 用 于 手 柄 之 力F=200N。 求 ：10m 1 90d mm1 1Z （ 1） 蜗 杆 分 度 圆 导 程 角 ,此 机 构 是 否 自 锁 ?（ 2） 起 重 、 落 重 时 蜗 杆 的 转 向 （ 各 用 一 图 表 示 ） ；（ 3） 起 重 、 落 重 时 蜗 杆 的 受 力 方 向 （ 用 三 个 分 力 表 示 ）

15、；（ 4） 起 重 时 的 最 大 起 重 量 及 蜗 杆 所 受 的 力 （ 用 三 个 分 力 表 示 ） ， 重 物 的 重 量 为 W;（ 5） 落 重 时 所 需 手 柄 推 力 及 蜗 杆 所 受 的 力 （ 用 三 个 分 力 表 示 ） 。（ 6） 重 物 停 在 空 中 时 蜗 杆 所 受 的 力 。 L=240 W 1 D=400 W122 63Z 11 W 12L=240 W 21 解 ： （ 1） 蜗 杆 分 度 圆 导 程 角 ,此 机 构 是 否 自 锁 ?11arctan mZd 反 行 程 自 锁 条 件 ：V arctanV Vf 满 足 自 锁 条 件 ，

16、能 够 自 锁 。（ 2） 起 重 、 落 重 时 蜗 杆 的 转 向 ； 1aF2tF 1aF 2tF（ 3） 起 重 、 落 重 时 蜗 杆 的 受 力 方 向 ；1rF 1rF1aF1tF 1tF1aF 10 1arctan 90 6.3402 arctan0.16 9 5 25 L=240 W 2 1（ 4） 起 重 时 的 最 大 起 重 量 及 蜗 杆 所 受 的 力 （ 用 三 个 分 力 表 示 ） ， 重 物 的 重 量 为 W; T22 1 12T T i 1T F L 1 122T iW D 212 1Zi Z 1 tantan( )V V W /2W D tan6.34

17、02tan(6.3402 9.09016 ) 0.4026631 63 9.09016 9 5 25 6.3402200 240 48000Nmm 1 122T iD 2 48000 63 0.4026400 6087.3N F W 12 1aF2tF 1tF11 12t TF d最 大 起 重 时 蜗 杆 所 受 的 力 （ 用 三 个 分 力 表 示 ）2 1 12T T i 1 2a tF F1 2r rF F 2 4800090 1066.7N48000 63 0.4026 121746.2Nmm 222Td 222TmZ2 121746.210 63 3864.96N2 tantF

18、3864.96 tan20 1406.7N 11rF L=240 W 12（ 5） 落 重 时 所 需 手 柄 推 力 及 蜗 杆 所 受 的 力 （ 用 三 个 分 力 表 示 ） 。2 2DT W 5 112.175 10 0.432 834963 Nmm 512.175 10 Nmm 6087.3 200 1 tan( )tan V 21 1 2/i Z Z 1/63 tan2.75tan6.3402 0.432作 用 在 蜗 轮 上 的 扭 矩 T2 为 驱 动 扭 矩按 T2主 动 ， 求 出 应 加 在 蜗 杆 上 的 扭 矩 T1 ：1 2 21T T i 1 2 21T T i

19、 1T F L 由 ： 1 8349 34.8240TF NL F T2 2tF 2aF1t 1L=240 W 12 2tF1aF1 8349T Nmm1 2a tF F 1 2r rF F 11 12t TF d 1tF1rF185.5N2 834990 222Td 52 12.17 10630 3864N2 tantF 3864tan 20 1406N 虽 然 T2为 驱 动 力 矩 ， 但 该 题 反 行 程 自 锁 ，若 要 重 物 自 动 下 落 ， 仍 需 蜗 杆 1主 动 ，且 施 加 在 蜗 杆 1上 的 驱 动 力 矩 T1为 ： （ 6） 重 物 停 在 空 中 时 蜗 杆 所 受 的 力 。重 物 停 在 空 中 时 属 于 反 行 程 自 锁 ， 此 时 ：1 0T 驱 动 力 矩 ：阻 抗 力 矩 ： L=240 W 122tF2 2DT W 11 12t TF d1 2a tF F 1 2r rF F 1aF11rF52 12.17 10630 222Td 3864N2 tantF 3864tan 20 1406N 2rF2 0 090 512.17 10 Nmm