第十章蝸桿傳動(dòng)

1、第7章蝸桿傳動(dòng)（計(jì)劃學(xué)時(shí)：4h）（一）教學(xué)要求1、了解蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型及主要參數(shù)，了解滑動(dòng)速度、效率2、掌握蝸輪強(qiáng)度計(jì)算方法及蝸桿傳動(dòng)，熱平衡計(jì)算方法（二）教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)1、 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、參數(shù)計(jì)算、特性系數(shù)q2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲強(qiáng)度和熱平衡計(jì)算（三）教學(xué)內(nèi)容 1概述用于實(shí)現(xiàn)空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)傳遞，一般交錯(cuò)角=90。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)、易自鎖。缺點(diǎn)是摩擦磨損大、發(fā)熱量大，n低，二適于中心功率的傳動(dòng)。一、蝸桿傳動(dòng)的類型按蝸桿形式：圓柱蝸桿（常用）環(huán)面蝸桿錐蝸桿（較少）1、圓柱蝸桿傳動(dòng)：普通圓柱蝸桿（在車床上用直線刀刀刃車削而得到）阿基米德蝸桿 （ZA）最常用，垂直

2、于軸線平面的齒廓為阿基米德螺線，在過軸線的平面內(nèi)齒廓為直線，在車床上切制時(shí)切削刃頂面通過軸線。20 =40，加工簡單，磨削有誤差，精度較低，刀子軸線垂直于蝸桿軸線單刀：導(dǎo)程用 Z2,i；2 ii2,蝸輪輪齒強(qiáng)度0,Z； 3m/s時(shí)，減摩性好，抗膠合性好， 價(jià)貴，強(qiáng)度稍低。鑄鋁鐵青銅（ZcuAI10Fe3 ） Vs 4m/s,減摩性、抗膠合性稍差，但強(qiáng)度高，價(jià)兼 鑄鐵：灰球墨。Vs 2m/s，要進(jìn)行時(shí)效處理、防止變形。二、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿主動(dòng)，法向力 Fn作用在垂直于蝸桿輪齒齒向的法平面內(nèi)，法平面與軸面的夾角為，與水平面夾角為 片，法向力Fn可分解為三個(gè)相互垂直的分力Ft、，F(xiàn)r和軸向力F

3、a。1、力的大小Ft1 =並- -Fa2傳動(dòng)效率d1Ft2 = - _Fa1Fr1 = Fr2Ft2tT2 - T1 12d2考慮摩擦力f Fn （沿蝸桿齒向），則Ft2二Fa1 =Fn COS：COS - & S“ Fn法向力Q:FalFt 22T2cos： n cos - fv sin cos： n cos - fv sin d? cos： n cos - fv sin忽略摩擦力2T2d2 cos n cos2、力的方向和蝸輪轉(zhuǎn)向的判別Ft “主反從同” ，F(xiàn)r指向軸線Fa1蝸桿左（右）手螺旋定則，根據(jù)蝸桿齒向伸左手或右手，握住蝸桿軸線，四指 代表蝸桿轉(zhuǎn)向，大拇指所指代表D蝸桿所受軸向力

4、Fai的方向，F(xiàn)t2的方向與Fai相反，F(xiàn)t2的方向即為W2轉(zhuǎn)向。例：畫出圖示蝸桿傳動(dòng)的三個(gè)分力方向并確定蝸輪轉(zhuǎn)向三、蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算1、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由赫其公式（ Hertz）按主平面內(nèi)斜齒輪與齒條嚙合進(jìn) 行強(qiáng)度計(jì)算KFn .,Fn法向載荷（N）； L接觸線長度（注意蝸桿蝸輪接觸線是傾斜的，并計(jì)入重合度）； 匕綜合曲率半徑；Ze材料彈性線數(shù)，對鋼蝸桿配青銅蝸輪ZE -160. M，代入蝸桿傳動(dòng)有關(guān)參數(shù)，并化簡得校核公式：二 h 二 Ze Zp； KTz/a豈二h Mpa式中，Ze材料的彈性系數(shù)，鋼蝸桿配青銅蝸輪ZE =160、MP：Zp接觸系數(shù)，Zp為反映蝸桿傳動(dòng)接觸線長度和曲

5、率半徑對接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)K -Ka Kv K I載荷系數(shù)Ka工況系數(shù)K p齒面載荷分布系數(shù)：K p =1載荷平穩(wěn)K = 1.3 1.6 載荷變化較大，或有沖擊、振動(dòng)時(shí)Kv= 1.01.1,V2 90,及開式傳動(dòng)中，在閉式傳動(dòng)中彎曲強(qiáng)度計(jì)算作為校核計(jì) 算對于重載傳動(dòng)，通過計(jì)算還可差別由于輪齒的彎曲變形量引起的輪齒彈性變形量是否過大 而影響蝸桿傳動(dòng)的平穩(wěn)性。同樣由于主平面內(nèi)蝸桿蝸輪一一相當(dāng)于齒條與斜齒輪嚙合，所以，將蝸輪看成斜齒輪， 由斜齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算公式得：斜齒數(shù)：二 bYFa2YSa2YY = b2dYFa2YSa2YY-b2 蝸輪齒弧長，b2 :360 cos-為蝸輪齒寬角mn =m

6、cos為法面模數(shù)Ysa2齒根應(yīng)力修正系數(shù)在 二F中考慮。丫 .彎曲疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)， 丫 -0.667 丫目螺旋角影響系數(shù)，取丫0=1一220* 將上述參數(shù)代入得彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式：1.535ddmcosYFa2Y汀刁FYFa2蝸輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)ZV2及變位系數(shù)X2，查圖二F 蝸輪輪齒許用彎曲應(yīng)力二F 十OF 心小蝸輪基本許用應(yīng)力（計(jì)入齒根應(yīng)力修正系數(shù)YFa2）,彎曲應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)二F ；彎曲應(yīng)力對稱（雙側(cè)工作）循環(huán) ；oF設(shè)計(jì)公式：m2dj2 YFa2Y： mm二定 m、di、qZ2 COSfcrF四、蝸桿的剛度計(jì)算目的：防止彈性變形過大而造成蝸桿蝸輪不能正確嚙合，加劇齒面磨損 計(jì)算

7、模型：簡支梁集中載荷： P = - F； Fr2蝸桿最大撓度：呼后L348EI剛度條件:許用最大撓度：y二止1000蝸桿的截面慣性矩，Idf164d f1蝸桿齒根圓直徑（mm）， L支承跨距（mm） 五、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)精度等級(jí)及其選擇按 GB10089-88高t低精度等級(jí) 1, 2,，6, 7, 8, 9, 10, 11, 12遠(yuǎn)景常用6級(jí)一一中等精度機(jī)床分度機(jī)構(gòu)（插齒機(jī)、滾、齒機(jī)），讀數(shù)裝置精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu) V25m/s7級(jí)一一適于一般精度要求的動(dòng)力傳動(dòng)，中等速度（V280 時(shí)措施：1、加散熱片以增大散熱面積2、蝸桿軸端加風(fēng)扇，用強(qiáng)制風(fēng)冷卻3、在傳動(dòng)箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路如加裝風(fēng)扇，引起附加功率

8、損耗：PF :- 1 .5Vfos ( KW )(總功率損耗兀 D F nFPF =(p 也Pf)(1 H) ), Uf風(fēng)扇時(shí)輪圓用速度(VF =( m/s),其中，60 000Df為風(fēng)扇葉輪外徑 mm; nF風(fēng)扇轉(zhuǎn)速(r/min )單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量：Hi =1000(P-APF)(1 - ) KW單位時(shí)間內(nèi)散熱量：H(Kd KdS)(t -t0)WS1, S2分別為風(fēng)冷面積和自然冷卻面積，m2Kd風(fēng)冷時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由H1=H2,同樣可得熱平衡時(shí)的油溫t(C)t 0 6普通圓柱蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、蝸桿一一一般與軸成一體無退刀槽，銃刀銃制 有退刀槽，車刀車、或銃2、蝸輪一一蝸輪輪齒部分一般是青銅，而與軸聯(lián)接的輪轂部分一般是鋼，為節(jié)約青銅 材料，其結(jié)構(gòu)有如下幾種：46個(gè)(