蝸輪蝸桿計算

關于蝸輪蝸桿計算一、蝸桿傳動的特點和應用1、特點：單級傳動比大;結構緊湊;傳動平穩(wěn)，無噪音;可自鎖;傳動效率低;成本高。2、應用：機床：數(shù)控工作臺、分度汽車：轉向器冶金：材料運輸?shù)V山：開采設備起重運輸：提升設備、電梯、自動扶梯第2頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸桿傳動的類型1、按蝸桿形狀分環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動第3頁,共40頁，2024年2月25日，星期天2、根據齒面形狀不同分為：

普通蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動第4頁,共40頁，2024年2月25日，星期天3、阿基米德蝸桿在軸剖面：直線齒廓法剖面：凸曲線垂直軸剖面：阿基米德螺線車削加工，不能磨削，精度低。第5頁,共40頁，2024年2月25日，星期天蝸輪滾刀：與蝸桿尺寸相同在中間平面上可看成直齒齒條與漸開線齒輪嚙合第6頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算中間平面上的參數(shù)作為設計基準一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1、蝸桿傳動的正確嚙合條件及模數(shù)m和壓力角

旋向相同第7頁,共40頁，2024年2月25日，星期天2、蝸桿分度圓直徑d1和導程角

為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目并便于滾刀的標準化，因此對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1（表9-1）導程角：第8頁,共40頁，2024年2月25日，星期天普通蝸桿傳動的m與d1搭配值（表9-1）第9頁,共40頁，2024年2月25日，星期天3、傳動比i、蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2蝸桿頭數(shù)Z1通常取為：1，2，3，4，或6Z2=iZ1，一般取Z2=28~804、傳動中心距a和變位系數(shù)x2標準中心距變位蝸桿傳動（只對蝸輪變位）第10頁,共40頁，2024年2月25日，星期天（1）變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變:

Z2′=Z2

而傳動中心距改變:a′≠a一般取∣x∣≤1

按變位后的尺寸加工、安裝第11頁,共40頁，2024年2月25日，星期天（2）變位前后，傳動中心距不變a′=a蝸輪的齒數(shù)變化:Z2′≠

Z2一般取∣x∣≤1

第12頁,共40頁，2024年2月25日，星期天5相對滑動速度

Sm/s式中：d1--蝸桿分度圓直徑，mmn1--蝸桿的轉速，r/min

--蝸桿分度圓上的導程角,度第13頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸桿傳動的幾何尺寸計算第14頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9.3蝸桿傳動的失效形式、設計準則和材料選擇一、蝸桿傳動的失效形式和設計準則失效形式：主要是齒面膠合、點蝕和磨損，而且失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。設計準則：通常按齒面（蝸輪）接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力。在選擇許用應力時，要適當考慮膠合和磨損失效因素的影響。對閉式傳動要進行熱平衡計算，必要時對蝸桿強度和剛度進行計算。第16頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸桿和蝸輪的常用材料對蝸桿和蝸輪材料的要求：不僅要求具有足夠的強度，更重要的是要求具有良好的減摩性、耐磨性和跑和性能。蝸桿材料：一般用碳素鋼或合金鋼制成蝸輪材料：一般為鑄造錫青銅、鑄造鋁鐵青銅、灰鑄鐵第17頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9.4普通圓柱蝸桿傳動的承載能力計算一、蝸桿傳動的受力分析和計算載荷1受力分析第18頁,共40頁，2024年2月25日，星期天而法向力取，則有N第19頁,共40頁，2024年2月25日，星期天式中：T1、T2—分別為蝸桿和蝸輪軸上的轉矩，N.mm,T2=iT1，N.mm,

—傳動效率，i—傳動比d1、d2—分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑,mm——壓力角，=20——蝸桿分度圓柱上的導程角，度第20頁,共40頁，2024年2月25日，星期天力的方向：確定圓周力Ft及徑向力Fr的方向的方法同外嚙合圓柱齒輪傳動，而軸向力Fa的方向則可根據相應的圓周力Ft的方向來判定，即Fa1與Ft2方向相反，F(xiàn)t1與Fa2的方向相反。也可按照主動件左右手定則來判斷。第21頁,共40頁，2024年2月25日，星期天力的方向判斷例題第22頁,共40頁，2024年2月25日，星期天2蝸桿傳動的計算載荷計算載荷=K*名義載荷式中KA—工作情況系數(shù)

K

—動載荷系數(shù)

K

—齒向載荷分布系數(shù)第23頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算校核公式為：設計公式為：MPamm3第24頁,共40頁，2024年2月25日，星期天ZE—彈性系數(shù)，對于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼制蝸桿配對時，取—蝸輪材料的許用接觸應力，MPa式中：式中：—應力循環(huán)次數(shù)N=107時，蝸輪材料的基本許用接觸應力，MPa—壽命系數(shù)第25頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9.5蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算一、蝸桿傳動的效率式中：

1—嚙合效率

2

3—分別為軸承效率和攪油效率一般取

2

3=0.95~0.96第27頁,共40頁，2024年2月25日，星期天蝸桿傳動的總效率第28頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸桿傳動的潤滑潤滑的目的：防止膠合和磨損、提高效率開式：定期涂潤滑脂閉式：浸油或噴油第29頁,共40頁，2024年2月25日，星期天三、蝸桿傳動的熱平衡計算單位時間內由摩擦損耗的功率產生的熱量為W式中：P1—蝸桿傳動的功率，KW

—蝸桿傳動的總效率第30頁,共40頁，2024年2月25日，星期天單位時間由箱體外壁散發(fā)到空氣中的熱量為W式中Ks—散熱系數(shù)

A—散熱面積

t—達到平衡時，箱體內的油溫，t在800以內

t0—周圍空氣溫度，t0=200第31頁,共40頁，2024年2月25日，星期天根據熱平衡條件H1=H2可求得既定工作條件下的油溫在既定工作條件下，保持正常油溫所需要的散熱面積一般應使t在80℃以下第32頁,共40頁，2024年2月25日，星期天若t>80℃或有效的散熱面積不足時,則必須采取措施,以提高其散熱能力常用措施:1、合理設計箱體結構,鑄出或焊上散熱片,以增大散熱面積2、在蝸輪軸上裝置風扇,進行人工通風,以提高散熱系數(shù)第33頁,共40頁，2024年2月25日，星期天3、在箱體油池內裝設蛇形冷卻水管4、采用壓力噴油循環(huán)潤滑第34頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9.6蝸桿和蝸輪的結構一蝸桿的結構車削：有退刀槽，第35頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二、蝸輪的結構蝸輪可制成整體式或裝配式1整體式第36頁,共40頁，202