蝸桿傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1蝸桿傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共56頁(yè)。蝸桿傳動(dòng) 概述(i sh) 作用： 用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力(dngl)。 蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)。90形成：若單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且1很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整(wnzhng)的螺旋。11所得齒輪稱為:蝸桿。而嚙合件稱為:蝸輪。蝸桿22蝸輪第1頁(yè)/共56頁(yè)第二頁(yè)，共56頁(yè)。改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法(chn f)切制蝸輪， 所得蝸輪蝸桿為線接觸。點(diǎn)接觸優(yōu)點(diǎn)： 傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)(pngwn)、噪聲小。分度機(jī)構(gòu)(jgu)：i=1000, 通常i=880缺點(diǎn)： 傳動(dòng)效率低、蝸輪齒圈用青銅制

2、造，成本高。線接觸第2頁(yè)/共56頁(yè)第三頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿錐蝸桿 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3頁(yè)/共56頁(yè)第四頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用直線刀刃的車刀切制而成，

3、車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。普通圓柱蝸桿第4頁(yè)/共56頁(yè)第五頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 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)別僅是加工用的車刀為圓弧刀刃。傳動(dòng)特點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)90%以上；2）承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的1.52.5倍；3）結(jié)構(gòu)緊湊。第5頁(yè)/共56頁(yè)第六頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧

4、圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德螺線2阿基米德蝸桿單刀加工阿基米德蝸桿(ZA)第6頁(yè)/共56頁(yè)第七頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿(ZA)阿基米德蝸桿雙刀加工阿基米德螺線第7頁(yè)/共56頁(yè)第八頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德

5、蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 漸開線蝸桿(ZI)漸開線蝸桿漸開線基圓第8頁(yè)/共56頁(yè)第九頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-2 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 dx延伸漸開線車刀對(duì)中齒厚中心法面法向直廓蝸桿(ZN)第9頁(yè)/共56頁(yè)第十頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包

6、絡(luò)圓柱蝸桿 法向直廓蝸桿(ZN) dx延伸漸開線2車刀對(duì)中齒槽中心法面第10頁(yè)/共56頁(yè)第十一頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK)2近似于阿基米德螺線是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能銑削或磨削，加工時(shí)工件作螺旋運(yùn)動(dòng)，刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。砂輪第11頁(yè)/共56頁(yè)第十二頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳

7、動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)8590%；2）承載能力高，約為阿基米德蝸桿的24倍；3）要求制造和安裝精度高。環(huán)面蝸桿第12頁(yè)/共56頁(yè)第十三頁(yè)，共56頁(yè)。類型(lixng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng) 11-1 蝸桿傳動(dòng)的類型(lixng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿漸開線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 錐蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 錐蝸桿1）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10360； 3）承載能力和傳動(dòng)效率高； 4）可

8、節(jié)約有色金屬； 阿基米德蝸桿最常用5）側(cè)隙便于控制和調(diào)整；6）能做離合器使用；7）制造安裝簡(jiǎn)便，工藝性好。 第13頁(yè)/共56頁(yè)第十四頁(yè)，共56頁(yè)。二、蝸桿傳動(dòng)類型(lixng)選擇的原則1、重載、高速、要求效率高、精度高的重要(zhngyo)傳動(dòng)，可選用圓弧圓柱蝸桿（ZC蝸桿）傳動(dòng)或包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。2、傳動(dòng)(chundng)效率高、蝸桿不磨削的大功率傳動(dòng)(chundng)，可選用環(huán)面蝸桿。3、高速、要求精密、蝸桿頭數(shù)多的傳動(dòng)，且要求加工工藝簡(jiǎn)單，可選用漸開線圓柱蝸桿(ZI蝸桿）或法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）傳動(dòng)。4、載荷較小、速度較低、精度要求不高或不太重要的傳動(dòng)，要求蝸桿加工簡(jiǎn)單時(shí)，可選用阿基

9、米德圓柱蝸桿（ZA蝸桿）傳動(dòng)。5、要求自鎖的低速、輕載的傳動(dòng)，可選用單頭阿基米德圓柱蝸桿（ZA蝸桿）傳動(dòng)。 根據(jù)各種蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)，考慮傳動(dòng)的要求和使用條件，從滿足功能要求出發(fā)，合理選擇蝸桿的類型。第14頁(yè)/共56頁(yè)第十五頁(yè)，共56頁(yè)。中間平面1. 正確嚙合(nih)條件中間平面(pngmin)：過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。正確嚙合條件是中間(zhngjin)平面內(nèi)參數(shù)分別相等：mt2=ma1=m ，t2 =a1= 取標(biāo)準(zhǔn)值在中間平面內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合。一、圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)211-2 普通蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸計(jì)算第15頁(yè)/共56頁(yè)第十六頁(yè)，共56頁(yè)。ZA蝸桿： a=20

10、軸向模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值，與齒輪模數(shù)系列(xli)不同。第一系列1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40第二系列1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14蝸桿模數(shù)m值 GB10088-882. 模數(shù)m和壓力(yl)角 壓力(yl)角ZN蝸桿： n=20法向ZI蝸桿： n=20ZK蝸桿： n=20軸向壓力角與法向壓力角之間的關(guān)系：推導(dǎo)過程見機(jī)械原理斜齒條 tana=tann /cos第16頁(yè)/共56頁(yè)第十七頁(yè)，共56頁(yè)。為了減少加工(ji gng)蝸輪滾刀的數(shù)量，規(guī)定d1只能

11、取標(biāo)準(zhǔn)值。蝸輪蝸桿輪齒(ln ch)旋向相同.若 90 121 1+1 90蝸輪右旋蝸桿右旋1+2定義s=e的圓柱(yunzh)稱為蝸桿的分度圓柱(yunzh)。d1esd23.蝸桿的分度圓直徑d111tt2第17頁(yè)/共56頁(yè)第十八頁(yè)，共56頁(yè)。表111 蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)的匹配標(biāo)準(zhǔn)系列 mmm11.251.62d1182022.42028(18)22.4(28)35.5m2.53.154d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5)m456.3d140(50)71(40)50(63)90(50)63m6.3810d1(80)112(63)80(100)140

12、(71)90摘自GB10085-88,括號(hào)(kuho)中的數(shù)字盡可能不采用稱比值(bzh) 為蝸桿的特性系數(shù)。q=d1/m一般(ybn)取:q=818 20 q=12.5 28 q=17.51.6第18頁(yè)/共56頁(yè)第十九頁(yè)，共56頁(yè)。4. 蝸桿頭數(shù)z1蝸桿頭數(shù)z1 ：即螺旋線的數(shù)目(shm)，可根據(jù)傳動(dòng)比和效率來選定。Z1少，導(dǎo)程角小，效率低，但可自鎖。 Z1多，大，效率高，但加工困難通常(tngchng)?。?z1=1 2 4 65. 蝸桿的導(dǎo)程角將分度圓柱(yunzh)展開得：= z1 pa1/d1 =mz1/d1 tan1=l/d1 d1lpa11d1=z1/q 11第19頁(yè)/共56頁(yè)第

13、二十頁(yè)，共56頁(yè)。6. 傳動(dòng)比 i 和齒數(shù)比 u傳動(dòng)比 : z1z2 = -n2n1i = -若想得到大 i , 可取(kq)： z1=1，但傳動(dòng)效率低。對(duì)于(duy)大功率傳動(dòng) , 可取： z1=2，或 4。蝸輪齒數(shù)： z2= i z1 為避免根切和保證(bozhng)重合度： z2 28 一般情況： z2 80 z2過大 蝸桿長(zhǎng)度 剛度、嚙合精度 結(jié)構(gòu)尺寸= u-齒數(shù)比 7. 蝸輪齒數(shù)z2表11-2 蝸桿頭數(shù)z1與蝸輪齒數(shù)z2的推薦值傳動(dòng)比i 5 715 1430 2982 蝸桿頭數(shù)z1 6 4 2 1 蝸輪齒數(shù)z2 2931 2961 2961 2982 a =(d1 +d2 )/28.

14、 蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距= m(q+ z2) /2第20頁(yè)/共56頁(yè)第二十一頁(yè)，共56頁(yè)。二、圓柱蝸桿傳動(dòng)幾何(j h)尺寸的計(jì)算由蝸桿傳動(dòng)的功用，以及(yj)給定的傳動(dòng)比 i , z1 z2 計(jì)算(j sun)求得 m、d1 計(jì)算幾何尺寸表 11-3 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算名 稱計(jì) 算 公 式蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑齒頂高齒根高頂圓直徑根圓直徑蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距徑向間隙中心距蝸 桿蝸 輪d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m hf1 =1.2m hf2 =1.2mda1=m(q+2) da2=m(z2+2) df1=m(q-2.4) df2=m(z2-2.4) pa

15、1=pt2= px= mc=0.2 ma=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)第21頁(yè)/共56頁(yè)第二十二頁(yè)，共56頁(yè)。一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式(xngsh)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及材料齒面膠合(jioh)、點(diǎn)蝕、磨損、輪齒折斷。11-4 普通(ptng)蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重和磨損加劇。失效特點(diǎn)：發(fā)生在蝸輪齒上2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：閉式傳動(dòng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度和熱平衡條件；開式傳動(dòng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)必要時(shí)驗(yàn)算蝸桿剛度1、主要失效形式：第22頁(yè)/共56頁(yè)第二十三頁(yè)，共56頁(yè)。3、材料(cilio)蝸輪齒圈采用(ciyng)青銅：減摩、耐磨性、抗膠合。蝸

16、桿采用(ciyng)碳素鋼與合金鋼：表面光潔、硬度高。材料牌號(hào)選擇：高速重載蝸桿：15Cr,20Cr (滲碳淬火5662HRC) 或 40Cr、40、45 (表面淬火4555HRC經(jīng)氮化處理后硬度為5662HRC)一般蝸桿：40 45 鋼調(diào)質(zhì)處理(硬度為220300HBS)蝸輪材料： vS 3 m/s時(shí)鑄造錫青銅 （ZCuSn10P1 ZCuSn5Pb5Zn5）vS 4 m/s時(shí) ZCuAl10Fe3鋁鐵青銅。vS 2 m/s時(shí)球墨鑄鐵、灰鑄鐵。第23頁(yè)/共56頁(yè)第二十四頁(yè)，共56頁(yè)。二、圓柱(yunzh)蝸桿傳動(dòng)的受力分析第24頁(yè)/共56頁(yè)第二十五頁(yè)，共56頁(yè)。Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1

17、Fa12法向力可分解為三個(gè)分力(fnl)：圓周(yunzhu)力：Ft軸向力：Fa徑向(jn xin)力：Fr且有如下關(guān)系：Ft1 = Fa2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Ft2 =2T1 / d1 =2T2 / d2 = Ft2 tan式中：T1 、T1分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩。T2= T1 i 2coscoscoscosnnandTFF2212第25頁(yè)/共56頁(yè)第二十六頁(yè)，共56頁(yè)。1112p12p右旋蝸桿：伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速 度v2的方向(fngxing)與拇指指向相反。用手勢(shì)確定(qudng)蝸輪的轉(zhuǎn)向：左旋(zu xun)蝸桿：用左手判斷，方法一樣。

18、22v2v2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26頁(yè)/共56頁(yè)第二十七頁(yè)，共56頁(yè)。蝸桿傳動(dòng)受力方向(fngxing)的判定 12pFa1Ft2Fr1Fr222)蝸輪圓周力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)方向一致，且 Ft2=-Fa1 ；4)蝸輪蝸桿所受徑向(jn xin)力垂直于各自的軸線， 且 Fr1=-Fr2 ； ；3)蝸桿圓周力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，且 Ft1=-Fa2 ； 1)蝸桿所受扭矩T1與轉(zhuǎn)動(dòng)方向1一致；T1T111Ft1Ft1Fa2Fa2第27頁(yè)/共56頁(yè)第二十八頁(yè)，共56頁(yè)。三、 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度(qingd)計(jì)算齒面接觸

19、強(qiáng)度(qingd)校核公式：蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度計(jì)算(j sun)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: 1）接觸強(qiáng)度 EEnnEnnHEnHZZmdZZmdZmZdZLKF222122212210181218122229KT cossincos.4KT sincoscoscosd2KT .第28頁(yè)/共56頁(yè)第二十九頁(yè)，共56頁(yè)。按齒面接觸強(qiáng)度條件(tiojin)設(shè)計(jì)計(jì)算的公式：22212480HZKTdm使用系數(shù)KA工作類型 I II III 載荷性質(zhì) 均勻、無沖擊 不均勻、小沖擊 不均勻、大沖擊 每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)

20、 50 起動(dòng)載荷 小 較 大 大 KA 1 1.15 1.2 KKKKA第29頁(yè)/共56頁(yè)第三十頁(yè)，共56頁(yè)。動(dòng)載系數(shù)(xsh)Kv ， 當(dāng)V2 3 m/s , Kv=11.1 當(dāng)V23 m/s , Kv=1.11.2 齒向載荷分布系數(shù)(xsh)K ，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí) ,取K =1 當(dāng)載荷(zi h)變化時(shí) ,取K =1.31.6 H -蝸輪材料為灰鑄鐵或高強(qiáng)度青銅B300MPa時(shí)，許用接觸應(yīng)力按下表選取。8710NKHN蝸輪材料為錫青銅B300MPa時(shí)， H = H KHN第30頁(yè)/共56頁(yè)第三十一頁(yè)，共56頁(yè)。第31頁(yè)/共56頁(yè)第三十二頁(yè)，共56頁(yè)。2）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度(qingd) 計(jì)算 Y

21、YYmbYFKntSa2Fa2F22通常把蝸輪近似地當(dāng)做斜齒圓柱齒輪來考慮(kol)，仿式（10-16）得蝸輪齒根的彎曲應(yīng)力為計(jì)算按蝸輪輪齒弧長(zhǎng)，100360122,cosdbb_mmmmnn，法面模數(shù)，mcos_中考慮在齒根應(yīng)力校正系數(shù)，放FsaY_26670.取彎曲疲勞重合度系數(shù)，_Y1401YY螺旋角影響系數(shù)，_將各參數(shù)(cnsh)代入上式得第32頁(yè)/共56頁(yè)第三十三頁(yè)，共56頁(yè)。53.12212FFaFYYmddKT校核計(jì)算： 設(shè)計(jì)公式： 32221253.1mmYYzKTdmFaFF-許用彎曲應(yīng)力； F= FKFN，9610NKFNYFa2 -為蝸輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)以及(yj)蝸

22、輪 變位系數(shù)選取,詳見下頁(yè)線圖?；?jbn)許用彎曲應(yīng)力（表11-8）第33頁(yè)/共56頁(yè)第三十四頁(yè)，共56頁(yè)。蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力F MPa蝸輪材料 鑄造方法 鑄錫青銅 砂鑄模型 40 29ZCuSn10P1 金屬模鑄造 56 40鑄錫鋅青銅 砂鑄模型 26 22ZCuSn5Pb5Zn5 金屬模鑄造 32 26鑄鋁鐵青銅 砂鑄模型 80 57ZCuAl10Fe3 金屬模鑄造 90 64HT150 砂鑄模型 40 28HT200 砂模鑄造 48 34灰鑄鐵單側(cè)工作 雙側(cè)工作0F -1F第34頁(yè)/共56頁(yè)第三十五頁(yè)，共56頁(yè)。3.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.

23、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 Zv 蝸輪的齒形系數(shù)YFa2x2=-0.5-0.3-0.20.30.20.10.40.50.70.80.90.6-0.3-0.4x=1x2=0理論根切極限齒頂變尖極限第35頁(yè)/共56頁(yè)第三十六頁(yè)，共56頁(yè)。四、蝸桿的剛度(n d)計(jì)算剛度(n d)條件： yLEIFFyrt3212148 國(guó)標(biāo)GB10089-88給齒

24、輪副規(guī)定了12個(gè)精度(jn d)等級(jí)。其中1級(jí)最高，12級(jí)最低，各項(xiàng)分成三個(gè)公差組。常用的為69級(jí)精度(jn d)。五、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)及其選擇6441fdI蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩y許用最大撓度， y=d1/1000,d1為蝸桿的分度圓直徑L蝸桿兩端支承間的跨距，初步計(jì)算時(shí)可取0.9d2, d2為蝸輪的分度圓直徑。第36頁(yè)/共56頁(yè)第三十七頁(yè)，共56頁(yè)。 蝸桿傳動(dòng)的主要失效出現(xiàn)在蝸輪的齒面上。分為膠合、點(diǎn)蝕、磨損三種情況。蝸輪蝸桿材料的選擇，主要是蝸輪材料的選擇，分三類情況來講：一、蝸輪可用錫青銅來做，因?yàn)殄a有抗膠合的能力，滑動(dòng)速度可以比較高，由于材料本身抗膠合的能力高，滑動(dòng)速度高，主

25、要的失效形式是點(diǎn)蝕，進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算的話與齒輪(chln)的接觸強(qiáng)度計(jì)算一樣與循環(huán)次數(shù)有關(guān)。第二種情況用鋁鐵青銅，比錫青銅表面的硬度高，最可能出現(xiàn)的失效形式是膠合。第三種情況用灰鑄鐵，抗膠合的能力更差，允許的滑動(dòng)速度更低。第37頁(yè)/共56頁(yè)第三十八頁(yè)，共56頁(yè)。一、蝸桿傳動(dòng)的效率(xio l)功率損耗：嚙合摩擦(mc)損耗、軸承摩擦(mc)損耗、濺油損耗?？傂?xio l)計(jì)算公式為：式中:為蝸桿導(dǎo)程角; 11-5 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算)tan(tan0.96)(0.95 0.96)(0.95v1321v稱為當(dāng)量摩擦角， v=arctan f v,可根據(jù)滑動(dòng)速度選取。第3

26、8頁(yè)/共56頁(yè)第三十九頁(yè)，共56頁(yè)。效率(xio l)與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：蝸桿頭數(shù)Z1 總 效 率 0.70 0.80 0.90 0.95111dZmqZtan 效率(xio l)提高Z1過多，蝸桿加工困難(kn nn)；減小d1蝸桿剛度減小。(1)大,效率高(2)v小,效率高當(dāng)潤(rùn)滑條件好時(shí)，滑動(dòng)速度vs越高， v值越小，效率越高，反之，出現(xiàn)膠合。第39頁(yè)/共56頁(yè)第四十頁(yè)，共56頁(yè)。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

27、 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 0.013 045當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角 蝸輪材料 錫青銅 無錫青銅 灰鑄鐵 蝸桿齒面硬度 HRC45 其他情況 HRC45 HRC45 其他 滑動(dòng)速度 fv v fv v fv v fv v fv 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 0.05

28、5 309 0.065 343 0.09 509 0.09 509 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40頁(yè)/共56頁(yè)第四十一頁(yè)，共56頁(yè)。二、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑(rnhu)若潤(rùn)滑(rnhu)不良，效率(xio l)顯著降低早期膠合或磨損潤(rùn)滑對(duì)蝸桿傳動(dòng)而言，至關(guān)重要。潤(rùn)滑油：220 320 460 680 198242 288352 414 506 CKE輕負(fù)荷蝸輪蝸桿油粘度指數(shù) 不小于 90 運(yùn)動(dòng)粘度 v/cSt（40 ）閃點(diǎn)(開口

29、)/ 不低于 180 180傾點(diǎn) 不高于 -6注：其余指標(biāo)可參考 SH/T0094-1991表11-20 蝸桿傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑油 第41頁(yè)/共56頁(yè)第四十二頁(yè)，共56頁(yè)。01 02.5 05 510 1015 1525 25 載荷類型 重 重 中 （不限）（不限） （不限）（不限）900 500 350 220 150 100 80 運(yùn)動(dòng)粘度 v/cSt（40 ）蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度vs/(m/s)給油方法 油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑或 油池潤(rùn)滑 噴油壓力 MPa 0.7 2 3 表11-21 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法當(dāng)vs 510 m/s時(shí)，采用油池浸油潤(rùn)滑。為了減少(jinsho)攪油

30、損失，下置式蝸桿不宜浸油過深，約為一個(gè)齒高。當(dāng)vs 1015 m/s時(shí)，采用(ciyng)壓力噴油潤(rùn)滑。當(dāng)vs 5 m/s時(shí)，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)(jigu),浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。ra/3 一個(gè)齒高第42頁(yè)/共56頁(yè)第四十三頁(yè)，共56頁(yè)。三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算(j 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)滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至(shnzh)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(tiojin)：1= 2, 得：t0 = ta + d S1000P (1-) 其中：P-蝸桿傳遞的功率；d-表面散熱系數(shù)；一般?。篸=8.1517.45 W/(m2 . )S-散熱面積, m2, 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50%計(jì)算。摩擦損耗產(chǎn)生的熱量: 1=1000P1(1-) 箱壁散發(fā)的熱量: 2=d S(t0- ta ) -蝸桿傳遞的效率；t0-工作油溫，一般取：6070 ta-工作環(huán)境溫度，一般取：20 保持工作溫度所需散熱面積：S = m