蝸桿傳動(dòng)2學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)2第一頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿圓柱蝸桿7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿錐蝸桿 錐蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿是由在節(jié)錐上分布的等導(dǎo)程的螺旋形成的，而蝸輪在外觀上就像一個(gè)曲線(xiàn)錐齒輪，它是用與錐蝸桿相似的錐滾刀在普通滾齒機(jī)加工而成的。第2頁(yè)/共51頁(yè)第二頁(yè)，共51頁(yè)。類(lèi)類(lèi)型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳

2、動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型(lixng)(lixng)錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車(chē)床上用普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車(chē)床上用直線(xiàn)刀刃直線(xiàn)刀刃的的車(chē)刀切制而成，車(chē)刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的車(chē)刀切制而成，車(chē)刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。齒廓形狀不同。潘存云教授研制普通圓柱蝸桿普通圓柱蝸桿第3頁(yè)/共51頁(yè)第三頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(y

3、unzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)與普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的區(qū)別僅是加圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)與普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的區(qū)別僅是加工用的車(chē)刀為工用的車(chē)刀為圓弧刀刃圓弧刀刃。傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)特點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)90%以上；以上；2）承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的1.52.5倍；倍；3）結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。第4頁(yè)/共51頁(yè)第四頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(lixixng)n

4、g)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德螺線(xiàn)阿基米德螺線(xiàn)2阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿單刀加工單刀加工阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)第5頁(yè)/共51頁(yè)第五頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)

5、型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿雙刀加工雙刀加工潘存云教授研制阿基米德螺線(xiàn)阿基米德螺線(xiàn)第6頁(yè)/共51頁(yè)第六頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)

6、 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿(ZI)漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)漸開(kāi)線(xiàn)基圓基圓第7頁(yè)/共51頁(yè)第七頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 潘存云教授研制dx延伸漸開(kāi)

7、線(xiàn)延伸漸開(kāi)線(xiàn)車(chē)刀對(duì)中齒厚中心法面車(chē)刀對(duì)中齒厚中心法面法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN)第8頁(yè)/共51頁(yè)第八頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN) dx延伸漸開(kāi)線(xiàn)延伸漸開(kāi)線(xiàn)2車(chē)刀對(duì)中齒槽中心法面車(chē)刀對(duì)中齒槽中心法面

8、第9頁(yè)/共51頁(yè)第九頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK)2近似于阿基米德螺線(xiàn)近似于阿基米德螺線(xiàn)是一種非線(xiàn)性螺旋齒面蝸桿。不能在車(chē)床上加工，只能在銑削或磨削，加工時(shí)工件作是一種非線(xiàn)性螺旋齒面蝸桿。不能在

9、車(chē)床上加工，只能在銑削或磨削，加工時(shí)工件作螺旋運(yùn)動(dòng)螺旋運(yùn)動(dòng)，刀具作，刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。砂輪砂輪第10頁(yè)/共51頁(yè)第十頁(yè)，共51頁(yè)。類(lèi)類(lèi)型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型(lixng)(lixng)錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)8590%

10、；2）承載能力高，約為承載能力高，約為阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿的的24倍；倍；3）要求制造和安裝精度高。要求制造和安裝精度高。潘存云教授研制環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿第11頁(yè)/共51頁(yè)第十一頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制類(lèi)類(lèi)型型(l(liixxngng) )環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 7.2 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：錐蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 錐蝸桿

11、錐蝸桿1）同時(shí)接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大；同時(shí)接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大； 2）傳動(dòng)比范圍大，一般為傳動(dòng)比范圍大，一般為10360； 3）承載能力和傳動(dòng)效率高；承載能力和傳動(dòng)效率高； 4）制造安裝簡(jiǎn)便，工藝性好。制造安裝簡(jiǎn)便，工藝性好。 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿最常用最常用第12頁(yè)/共51頁(yè)第十二頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授研制d d蝸桿旋向：左旋蝸桿旋向：左旋(zu xun)(zu xun)、右旋、右旋( (常用常用) )1 11 1精度精度(jn (jn d)d)等級(jí)：等級(jí)：對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)(chundng)(chundng)，按如下等級(jí)制造：，按如下等級(jí)制造：v v1 17.5

12、m/s -77.5 m/s -7級(jí)精度；級(jí)精度；v v1 1 3 m/s -8 3 m/s -8級(jí)精度；級(jí)精度；v v1 11.5 m/s -90，正變位 aa x12 12 m/s m/s時(shí)時(shí) ZCuSn10P1ZCuSn10P1錫青銅制造。錫青銅制造。vS S 12 12 m/s m/s時(shí)時(shí) ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅錫青銅vS S 6 6 m/sm/s時(shí)時(shí) ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3鋁青銅。鋁青銅。vS S 2 2 m/sm/s時(shí)時(shí)球墨鑄鐵、灰鑄鐵。球墨鑄鐵、灰鑄鐵。7.4 普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是齒面

13、相對(duì)滑動(dòng)速度大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重和磨損加劇。二、蝸桿傳動(dòng)的常用材料二、蝸桿傳動(dòng)的常用材料 第26頁(yè)/共51頁(yè)第二十六頁(yè)，共51頁(yè)。* 蝸桿的剛度蝸桿的剛度(n d)計(jì)算計(jì)算 * 蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算(j sun)* 蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(j sun)為了防止為了防止(fngzh)齒面過(guò)度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行齒面過(guò)度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行：* 傳動(dòng)系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算 為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進(jìn)行：為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進(jìn)行：為了防止過(guò)熱引起的失效，就要進(jìn)行：為了防止過(guò)熱引起的失效，就要進(jìn)行： 三

14、、蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則三、蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 第27頁(yè)/共51頁(yè)第二十七頁(yè)，共51頁(yè)。在開(kāi)式傳動(dòng)中，主要失效為：齒面磨損和輪齒折在開(kāi)式傳動(dòng)中，主要失效為：齒面磨損和輪齒折斷，按齒根斷，按齒根(ch n)的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。在閉式傳動(dòng)中，主要失效為：齒面膠合或點(diǎn)蝕，按在閉式傳動(dòng)中，主要失效為：齒面膠合或點(diǎn)蝕，按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(shj)，按齒根的彎曲疲，按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核。還要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。勞強(qiáng)度校核。還要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。第28頁(yè)/共51頁(yè)第二十八頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制四、圓柱四、圓柱(yu

15、nzh)(yunzh)蝸桿傳動(dòng)的受力分蝸桿傳動(dòng)的受力分析析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa12法向力可分解為三個(gè)分力：法向力可分解為三個(gè)分力：圓周力：圓周力：Ft軸向力：軸向力：Fa徑向力：徑向力：Fr且有如下關(guān)系：且有如下關(guān)系：Ft1 = Fa2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Ft2 =2T1 / / d1 =2T2 / / d2 = Ft2 tg式中：式中：T1 、T1分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩。分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩。T2= T1 i 2第29頁(yè)/共51頁(yè)第二十九頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制1 11p212p由相對(duì)運(yùn)動(dòng)由相對(duì)運(yùn)

16、動(dòng)(xin du yn dn)(xin du yn dn)原理可知原理可知: :v2 = v1 + vS 齒面間滑動(dòng)速度齒面間滑動(dòng)速度vS S= v1 / cos vS = v2 2+ v1 2作速度向量圖，得作速度向量圖，得: :v2 = v1 tg蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向: :v22 22 2CW蝸輪轉(zhuǎn)向的確定蝸輪轉(zhuǎn)向的確定 vSttv1v2第30頁(yè)/共51頁(yè)第三十頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制1 11 112p12p右旋蝸桿：伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的右旋蝸桿：伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速切向速 度度vp2的方向與拇指反向的方

17、向與拇指反向(fn xin)相同。相同。用手勢(shì)確定蝸輪的轉(zhuǎn)向用手勢(shì)確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：左旋蝸桿：左旋蝸桿：用左手判斷，方法一樣。用左手判斷，方法一樣。2 22 2v2v2蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動(dòng)，有一種實(shí)用且簡(jiǎn)便的轉(zhuǎn)向判別方法：ar1r2第31頁(yè)/共51頁(yè)第三十一頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授(jioshu)研制蝸桿傳動(dòng)受力方向蝸桿傳動(dòng)受力方向(fngxing)(fngxing)的判定的判定 12pFa1Ft2Fr1Fr22 22)2)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，且蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，且 Ft2=-=-Fa1 ；4)4)蝸輪蝸桿所受徑

18、向力垂直于各自的軸線(xiàn)，蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線(xiàn)， 且且 Ft1=-=-Fa2 ； ；3)3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，且蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，且 Ft1=-=-Fa2 ； 1)1)蝸桿所受扭矩蝸桿所受扭矩T T1 1與轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向1 1一致；一致；T T1 1T T1 11 11 1Ft1Ft1Fa2Fa2第32頁(yè)/共51頁(yè)第三十二頁(yè)，共51頁(yè)。練習(xí)(linx)：n1n1Fr1Fr2Ft1xFa2Fa1Ft2右旋n2Fr1Fr2Ft1Fa2xFa1Ft2n2已知：蝸桿軸為輸入，大錐齒輪軸為輸出，軸轉(zhuǎn)向(zhunxing)如圖。試：確定各輪轉(zhuǎn)向(zhunxing)

19、、旋向及受力。1. n4 n3 n2 Ft2 Fa2 2. Fa3 Fa2 Ft1 n1蝸輪右旋n4輸出1234蝸桿右旋第33頁(yè)/共51頁(yè)第三十三頁(yè)，共51頁(yè)。五、五、 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度(qingd)(qingd)計(jì)計(jì)算算齒面接觸齒面接觸(jich)(jich)強(qiáng)度校核公式：強(qiáng)度校核公式：L0 KFnH = Z= ZE Ea3KT2= Z= ZE EZ Z H 由上式可得設(shè)計(jì)由上式可得設(shè)計(jì)(shj)(shj)公公式：式：蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似，仍以赫茲公式為基礎(chǔ)。以蝸輪蝸桿的節(jié)點(diǎn)處嚙合相應(yīng)參數(shù)代入即可。222121211111EEbFnH赫茲公式赫茲公式: a

20、KT2 H Z ZE EZ Z231）接觸強(qiáng)度）接觸強(qiáng)度 參數(shù)說(shuō)明：參數(shù)說(shuō)明：1 1）T T2 2蝸輪轉(zhuǎn)矩蝸輪轉(zhuǎn)矩,N ,N mmmm2 2）K 載荷系數(shù)，載荷系數(shù)，K = KA Kv K ,K ,KA A使用系數(shù)使用系數(shù). .112uTT（蝸桿主動(dòng)）第34頁(yè)/共51頁(yè)第三十四頁(yè)，共51頁(yè)。使用系數(shù)使用系數(shù)KA工作類(lèi)型工作類(lèi)型 I II III I II III 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 均勻、無(wú)沖擊均勻、無(wú)沖擊 不均勻、小沖擊不均勻、小沖擊 不均勻、大沖擊不均勻、大沖擊 每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù) 25 2550 50 50 起動(dòng)載荷起動(dòng)載荷 小小 較較 大大 大大 KA 1 1.15 1.2 1

21、 1.15 1.2 動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù)(xsh)Kv (xsh)Kv ， 當(dāng)當(dāng)V2 3 m/s , Kv=11.1 V2 3 m/s , Kv=11.1 當(dāng)當(dāng)V V2 233 m/s , m/s , Kv=1.1=1.11.2 1.2 齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)(xsh)K (xsh)K ，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí) , ,取取K =1 K =1 當(dāng)載荷當(dāng)載荷(zi h)(zi h)變化時(shí)變化時(shí) , ,取取K =1.11.3 K =1.11.3 第35頁(yè)/共51頁(yè)第三十五頁(yè)，共51頁(yè)。4）Z接觸(jich)系數(shù),考慮齒面曲率和接觸(jich)線(xiàn)長(zhǎng)度影響,Z初值a是否接近？與ZZ根據(jù)查得。a

22、d1設(shè)計(jì)(shj)時(shí)：未知，初選值ad1ad1ad13）ZE彈性系數(shù),青銅或鑄鐵(zhti)蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)，MPa160ZE0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 d1/a3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 影響系數(shù)影響系數(shù)Z Z ZC蝸桿蝸桿ZA,ZI,ZN,ZK蝸桿蝸桿第36頁(yè)/共51頁(yè)第三十六頁(yè)，共51頁(yè)。b b）ad1 討論討論(toln)(toln)：Z Z H H a a一定時(shí)，一定時(shí)，ad1dd1 1蝸桿剛度蝸桿剛度d d1 1一定時(shí)，一定時(shí)，ad1aa結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊蝸桿傳動(dòng)的重要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)的重要參數(shù)ad1a a）ad1HH -

23、為蝸輪的許用應(yīng)力。為蝸輪的許用應(yīng)力。H=KHN H, ，基本許用接觸應(yīng)力，基本許用接觸應(yīng)力H 按下表選取。按下表選取。97HNN10K第37頁(yè)/共51頁(yè)第三十七頁(yè)，共51頁(yè)。第38頁(yè)/共51頁(yè)第三十八頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制2）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度(qingd) 計(jì)算計(jì)算 YYmcosdd1.53KTFFa2212F校核計(jì)算：校核計(jì)算： 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)公式：公式： 3Fa2F2212mmYYcos z1.53KTdm F F -許用彎曲應(yīng)力；許用彎曲應(yīng)力； F F=K=KFN FN F, , 96FNN10KY YFa2 Fa2 -為蝸輪齒形系數(shù)

24、，按當(dāng)量齒數(shù)以及蝸輪為蝸輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)以及蝸輪 變位系數(shù)選取變位系數(shù)選取, ,詳見(jiàn)下頁(yè)線(xiàn)圖。詳見(jiàn)下頁(yè)線(xiàn)圖。Y Y -為螺旋角影響系數(shù)，為螺旋角影響系數(shù)， Y Y =1-=1-/120/120因蝸輪輪齒較復(fù)雜難于精算因蝸輪輪齒較復(fù)雜難于精算條件性估算條件性估算近似當(dāng)作斜齒圓柱齒輪考慮。近似當(dāng)作斜齒圓柱齒輪考慮。第39頁(yè)/共51頁(yè)第三十九頁(yè)，共51頁(yè)。蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力蝸輪材料蝸輪材料 鑄造方法鑄造方法 鑄錫青銅鑄錫青銅 砂鑄模型砂鑄模型 40 2940 29ZCuSn10P1 ZCuSn10P1 金屬模鑄造金屬模鑄造 56 4056 40鑄錫鋅青銅鑄錫鋅青銅 砂

25、鑄模型砂鑄模型 26 2226 22ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuSn5Pb5Zn5 金屬模鑄造金屬模鑄造 32 2632 26鑄鋁鐵青銅鑄鋁鐵青銅 砂鑄模型砂鑄模型 80 5780 57ZCuAl10Fe3 ZCuAl10Fe3 金屬模鑄造金屬模鑄造 90 6490 64HT150 HT150 砂鑄模型砂鑄模型 40 2840 28HT200 HT200 砂模鑄造砂模鑄造 48 3448 34灰鑄鐵灰鑄鐵單側(cè)工作單側(cè)工作 雙側(cè)工作雙側(cè)工作 0F0F -1F-1F 第40頁(yè)/共51頁(yè)第四十頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授(jioshu)研制潘存云教授研制3.73.63.53.43.33.23.13.

26、02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.710 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 50 80 100 400 Z Zv v 蝸輪的齒蝸輪的齒形系數(shù)形系數(shù)YFa2x2=- -0.5-0.3-0.20.30.20.10.40.50.70.80.90.6- -0.3- -0.4x=1x2=0理論根切極限理論根切極限齒頂變尖極限齒頂變尖極限第41頁(yè)/共51頁(yè)第四十一頁(yè)，共51頁(yè)。一、蝸桿傳動(dòng)的效率一、蝸桿傳動(dòng)

27、的效率(xio (xio l)l)功率功率(gngl)(gngl)損耗：嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪損耗：嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪油損耗。油損耗。=（0.950.96）tg(tg(+v v ) )tgtg 蝸桿主動(dòng)蝸桿主動(dòng)(zhdng)時(shí)，總效率計(jì)算公式時(shí)，總效率計(jì)算公式為：為：式中式中: :為蝸桿導(dǎo)程角為蝸桿導(dǎo)程角; ; v v稱(chēng)為當(dāng)量摩擦角，稱(chēng)為當(dāng)量摩擦角， v v=arctg f v vf v v為當(dāng)量摩擦系數(shù)為當(dāng)量摩擦系數(shù) ， 7.5 蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算 Z1效率與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：效率與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)Z1 總總

28、 效效 率率 0.70 0.80 0.90 0.95 tg tg1 1 =Z1 /q v v， f v v與與V VS S有關(guān)有關(guān)，取值見(jiàn)下頁(yè)表取值見(jiàn)下頁(yè)表 第42頁(yè)/共51頁(yè)第四十二頁(yè)，共51頁(yè)。潘存云教授研制3.00 0.028 136 0.035 2 0.045 235 4.00 0.024 122 0.031 147 0.04 217 5.00 0.022 116 0.029 140 0.035 2 8.00 0.018 102 0.026 129 0.03 143 10.0 0.016 055 0.024 122 15.0 0.014 048 0.020 109 24.0 0.013

29、 045當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角 蝸輪材料蝸輪材料 錫青銅錫青銅 無(wú)錫青銅無(wú)錫青銅 灰鑄鐵灰鑄鐵 蝸桿齒面硬度蝸桿齒面硬度 HRC45 其他情況其他情況 HRC45 HRC45 其他其他 滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度 fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v 0.01 0.11 6 17 0.12 651 0.18 1012 0.18 1012 0.19 10450.10 0.08 4 34 0.09 543 0.13 724 0.14 758 0.16 9050.50 0.055 309 0.065 343 0.09 509 0.0

30、9 509 0.1 5431.00 0.045 235 0.055 309 0.07 4 0.07 4 0.09 5092.00 0.035 2 0.045 235 0.055 309 0.07 4vs m/s第43頁(yè)/共51頁(yè)第四十三頁(yè)，共51頁(yè)。說(shuō)明說(shuō)明(shumng)(shumng)：1 1）vsfvv vsfvv 油膜易形成油膜易形成2 2） 為影響為影響 的主要的主要(zhyo)(zhyo)因素：因素：，對(duì)動(dòng)力傳，對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，宜采用多頭蝸桿，動(dòng)，宜采用多頭蝸桿，0dd1245v時(shí)時(shí)， max max此后此后(c hu)(c hu)，=（0.950.96）tg(tg(+v v ) )t

31、gtg 潘存云教授研制0 10 20 30 40 50 20406080100效率效率% f v v =tg=tgv v =0.12 =0.12自鎖極限自鎖極限28 后：后：緩慢緩慢 大時(shí)，加工困難大時(shí)，加工困難當(dāng)當(dāng) v v 時(shí)，蝸桿具有自鎖性時(shí)，蝸桿具有自鎖性，但效率，但效率 很低。很低。50%50%一般?。阂话闳。?v v 510 1015 1525 25 載荷類(lèi)型載荷類(lèi)型 重重 重重 中中 （不限）（不限）（不限）（不限） （不限）（不限）（不限）（不限）900 500 350 220 150 100 80 運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 v/cSt（40 ）蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度速

32、度vs/(m/s)給油方法給油方法 油池潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑或或 油池潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑 噴油壓力噴油壓力 MPa 0.7 2 3 表表7-21 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法當(dāng)當(dāng)vs 5 m/svs 5 m/s時(shí)，采用油池浸油潤(rùn)滑。為了減少攪油損失，下置式蝸桿不宜浸油過(guò)深，約為一個(gè)時(shí)，采用油池浸油潤(rùn)滑。為了減少攪油損失，下置式蝸桿不宜浸油過(guò)深，約為一個(gè)(y )(y )齒高。但油面不應(yīng)超過(guò)軸承最低滾動(dòng)體的中心。齒高。但油面不應(yīng)超過(guò)軸承最低滾動(dòng)體的中心。當(dāng)當(dāng)v vs s 10m/s時(shí)，采用壓力噴油潤(rùn)滑。時(shí)，采用壓力噴油潤(rùn)滑。當(dāng)當(dāng)5m/sv vs s

33、10 m/s時(shí)，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)（攪油阻力大）時(shí)，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)（攪油阻力大） 。浸入油池的蝸輪深度為（浸入油池的蝸輪深度為（1/61/31/61/3）r r2 2。ra/3 一一個(gè)個(gè)齒齒高高蝸桿下置式冷卻效果更好。蝸桿下置式冷卻效果更好。第46頁(yè)/共51頁(yè)第四十六頁(yè)，共51頁(yè)。三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算(j (j sun)sun)由于蝸桿傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大，若不及時(shí)散熱，會(huì)引起箱體內(nèi)，油溫升高，潤(rùn)滑(rnhu)失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算由熱平衡條件由熱平衡條件(tiojin)(tiojin)：H1= H1= H2, H2, 其中：其中：P P1 1-蝸桿傳遞的功率；蝸桿傳遞的功率；d d-表面散熱系數(shù)；一般?。罕砻嫔嵯禂?shù)；一般?。篸 d=8.1517.45 W/(m2 )S S-散熱面積散熱面積, m, m2 2, , 指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油飛濺指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油飛濺到的箱殼面積。對(duì)于箱體上的散熱片，其散熱面積按到的箱殼面積。對(duì)于箱體上的散熱片，其散熱面積按50%50%計(jì)計(jì)算。算。摩擦損耗產(chǎn)生的熱量摩擦損耗產(chǎn)生的熱量: : H H1 1=1000P=1000P1 1(1-) (1-) 箱璧散發(fā)的熱量箱璧散發(fā)的熱量: : H H2