第七章蝸桿傳動(dòng)

1、第七章蝸桿傳動(dòng)第七章蝸桿傳動(dòng) 第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型 第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的受力分析第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的受力分析 第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型 一、蝸桿傳動(dòng)及特點(diǎn)一、蝸桿傳動(dòng)及特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的(圖圖7一一1)，常用于傳遞兩根交，常用于傳遞兩根交 錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般情況下兩根軸的軸線相互垂直交錯(cuò)，兩錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般情況

2、下兩根軸的軸線相互垂直交錯(cuò)，兩 根軸的交錯(cuò)角為根軸的交錯(cuò)角為90 。蝸桿的齒數(shù)比較少、分度圓直徑比較小，通。蝸桿的齒數(shù)比較少、分度圓直徑比較小，通 常作為減速傳動(dòng)的主動(dòng)件常作為減速傳動(dòng)的主動(dòng)件;齒數(shù)較多、分度圓直徑較大的蝸輪作主動(dòng)齒數(shù)較多、分度圓直徑較大的蝸輪作主動(dòng) 件用于增速的情況很少，因?yàn)榇藭r(shí)效率較低甚至?xí)l(fā)生自鎖。與螺紋件用于增速的情況很少，因?yàn)榇藭r(shí)效率較低甚至?xí)l(fā)生自鎖。與螺紋 一樣，蝸桿和蝸輪的輪齒有左旋、右旋之分一樣，蝸桿和蝸輪的輪齒有左旋、右旋之分;并且當(dāng)兩根軸的交錯(cuò)角并且當(dāng)兩根軸的交錯(cuò)角 為為90時(shí)，蝸輪的旋向與蝸桿的旋向相同。常用的是右旋蝸桿。時(shí)，蝸輪的旋向與蝸桿的旋向相同。

3、常用的是右旋蝸桿。 下一頁返回 第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型 蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)比較緊湊，單級(jí)傳動(dòng)就可以得到很大蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)比較緊湊，單級(jí)傳動(dòng)就可以得到很大 的傳動(dòng)比，一般在動(dòng)力傳動(dòng)中的常用傳動(dòng)比為的傳動(dòng)比，一般在動(dòng)力傳動(dòng)中的常用傳動(dòng)比為1080，也可以達(dá)，也可以達(dá)80以以 上。此外蝸桿傳動(dòng)工作平穩(wěn)，噪聲小，廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械和儀器上。此外蝸桿傳動(dòng)工作平穩(wěn)，噪聲小，廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械和儀器 中。但蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)齒面滑動(dòng)速度較大，摩擦磨損較嚴(yán)重，中。但蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)齒面滑動(dòng)速度較大，摩擦磨損較嚴(yán)重， 發(fā)熱大，傳動(dòng)效率較低，故不適用于大功率長期

4、連續(xù)工作。由于發(fā)熱大，傳動(dòng)效率較低，故不適用于大功率長期連續(xù)工作。由于1 h. 面間滑動(dòng)速度較大，為防止或減輕磨損及膠合，常用青銅等貴重金屬面間滑動(dòng)速度較大，為防止或減輕磨損及膠合，常用青銅等貴重金屬 制造蝸輪，而鋼制蝸桿齒面應(yīng)具有較高的硬度和較小的粗糙度，價(jià)格制造蝸輪，而鋼制蝸桿齒面應(yīng)具有較高的硬度和較小的粗糙度，價(jià)格 較高。較高。 下一頁上一頁返回 第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型第一節(jié)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型 二、蝸桿傳動(dòng)的類型二、蝸桿傳動(dòng)的類型 在蝸桿傳動(dòng)的制造中，通常采用車削或磨削的方法加工蝸桿，在蝸桿傳動(dòng)的制造中，通常采用車削或磨削的方法加工蝸桿， 用與蝸桿外廓相同的滾刀在與蝸輪毛坯作嚙合的傳動(dòng)

5、過程中切削加工用與蝸桿外廓相同的滾刀在與蝸輪毛坯作嚙合的傳動(dòng)過程中切削加工 出蝸輪。蝸桿傳動(dòng)的類型通常根據(jù)蝸桿形狀和加工方法分類。根據(jù)蝸出蝸輪。蝸桿傳動(dòng)的類型通常根據(jù)蝸桿形狀和加工方法分類。根據(jù)蝸 桿的形狀可以分為圓柱面蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐面蝸桿傳動(dòng)，桿的形狀可以分為圓柱面蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐面蝸桿傳動(dòng)， 如如圖圖7一一2所示。所示。 上一頁返回 第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 一、正確嚙合條件一、正確嚙合條件 對(duì)于兩軸線垂直交錯(cuò)的阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)，通過蝸桿軸線并對(duì)于兩軸線垂直交錯(cuò)的阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)，通過蝸桿軸線并 垂直于蝸輪軸線的平面

6、稱為中間平面垂直于蝸輪軸線的平面稱為中間平面(圖圖7 -3)。在中間平面內(nèi)圓柱蝸。在中間平面內(nèi)圓柱蝸 桿的齒形與漸開線斜齒條相同，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開線斜齒桿的齒形與漸開線斜齒條相同，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開線斜齒 條與斜齒輪的嚙合，蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算都可以中間平面的參數(shù)和幾條與斜齒輪的嚙合，蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算都可以中間平面的參數(shù)和幾 何關(guān)系為準(zhǔn)。因此，蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是何關(guān)系為準(zhǔn)。因此，蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是 下一頁返回 第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 二、主要參數(shù)二、主要參數(shù) 1.模數(shù)和壓力角模數(shù)和壓力角 蝸桿的軸面模數(shù)和壓力角、蝸輪的

7、端面模數(shù)和壓力角應(yīng)該取標(biāo)準(zhǔn)蝸桿的軸面模數(shù)和壓力角、蝸輪的端面模數(shù)和壓力角應(yīng)該取標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)值。阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力角規(guī)定為數(shù)值。阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力角規(guī)定為20，而模數(shù)需要，而模數(shù)需要 根據(jù)輪齒的強(qiáng)度確定，且需要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。根據(jù)輪齒的強(qiáng)度確定，且需要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。 2.齒數(shù)和傳動(dòng)比齒數(shù)和傳動(dòng)比 由于蝸桿的導(dǎo)程角比較小，螺旋角比較大，致使蝸桿的輪齒繞由于蝸桿的導(dǎo)程角比較小，螺旋角比較大，致使蝸桿的輪齒繞 蝸桿軸線形成螺旋形輪齒。因此，蝸桿的頭數(shù)蝸桿軸線形成螺旋形輪齒。因此，蝸桿的頭數(shù)(即蝸桿的齒數(shù)即蝸桿的齒數(shù))通常很通常很 少。蝸桿頭數(shù)應(yīng)根據(jù)要求的傳

8、動(dòng)比并考慮效率來選定，一般為少。蝸桿頭數(shù)應(yīng)根據(jù)要求的傳動(dòng)比并考慮效率來選定，一般為z1=14。 若要得到大傳動(dòng)比時(shí)，可取若要得到大傳動(dòng)比時(shí)，可取z1=1，但傳動(dòng)效率較低。蝸桿頭數(shù)多，傳，但傳動(dòng)效率較低。蝸桿頭數(shù)多，傳 動(dòng)效率和承載能力都較高動(dòng)效率和承載能力都較高;但蝸桿頭數(shù)太多，會(huì)帶來蝸桿加工的困難。但蝸桿頭數(shù)太多，會(huì)帶來蝸桿加工的困難。 下一頁上一頁返回 第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，蝸輪齒數(shù)不應(yīng)少于為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，蝸輪齒數(shù)不應(yīng)少于26。但蝸輪齒。但蝸輪齒 數(shù)過多，會(huì)使蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸過大，蝸桿長度也隨之增加，致使蝸桿剛

9、數(shù)過多，會(huì)使蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸過大，蝸桿長度也隨之增加，致使蝸桿剛 度和嚙合剛度降低，因此也不宜大于度和嚙合剛度降低，因此也不宜大于80 3.蝸桿分度圓直徑蝸桿分度圓直徑d1和導(dǎo)程角和導(dǎo)程角 由蝸桿分度圓柱面展開圖由蝸桿分度圓柱面展開圖7一一4可知可知 下一頁上一頁返回 第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸第二節(jié)蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 4.中心距中心距a 蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為 三、幾何尺寸計(jì)算三、幾何尺寸計(jì)算 阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的各部分幾何尺寸計(jì)算可參考阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的各部分幾何尺寸計(jì)算可參考表表7 -2和和圖圖7 -5 上一頁返回 第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的受力分析第三節(jié)

10、蝸桿傳動(dòng)的受力分析 如如圖圖7一一6所示，如果忽略蝸桿和蝸輪齒面之間的摩擦力，作用所示，如果忽略蝸桿和蝸輪齒面之間的摩擦力，作用 在蝸桿齒面節(jié)點(diǎn)上的法向力在蝸桿齒面節(jié)點(diǎn)上的法向力Fn1可以分解為三個(gè)相互垂直的分力可以分解為三個(gè)相互垂直的分力:圓周圓周 力力Ft1軸向力軸向力Fa1和徑向力和徑向力Fr1同理，作用在蝸輪齒面節(jié)點(diǎn)上的法向力同理，作用在蝸輪齒面節(jié)點(diǎn)上的法向力Fn2 可以分解為三個(gè)相互垂直的分力可以分解為三個(gè)相互垂直的分力:圓周力圓周力Ft2軸向力軸向力Fa2和徑向力和徑向力Fr2;如如 果蝸桿軸線與蝸輪軸線相互垂直交錯(cuò)，由于果蝸桿軸線與蝸輪軸線相互垂直交錯(cuò)，由于Fn1與與Fn2是作用

11、力與反作是作用力與反作 用力的關(guān)系，所以它們的數(shù)值大小如下用力的關(guān)系，所以它們的數(shù)值大小如下: 下一頁返回 第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的受力分析第三節(jié)蝸桿傳動(dòng)的受力分析 蝸桿傳動(dòng)各分力的方向可以按圓柱齒輪相同的方法確定，但應(yīng)注蝸桿傳動(dòng)各分力的方向可以按圓柱齒輪相同的方法確定，但應(yīng)注 意蝸桿和蝸輪各分力方向之間的關(guān)系意蝸桿和蝸輪各分力方向之間的關(guān)系 上一頁返回 第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率 一、滑動(dòng)速度一、滑動(dòng)速度 蝸桿與蝸輪在節(jié)點(diǎn)的相對(duì)速度稱為滑動(dòng)速度?；瑒?dòng)速度的大小，蝸桿與蝸輪在節(jié)點(diǎn)的相對(duì)速度稱為滑動(dòng)速度?；瑒?dòng)速度的大小， 對(duì)傳動(dòng)嚙合處的潤滑情況及磨損、膠合有著很

12、大的影響。如圖對(duì)傳動(dòng)嚙合處的潤滑情況及磨損、膠合有著很大的影響。如圖7 -7所所 示，由于蝸桿傳動(dòng)節(jié)點(diǎn)嚙合點(diǎn)處蝸桿的切向速度示，由于蝸桿傳動(dòng)節(jié)點(diǎn)嚙合點(diǎn)處蝸桿的切向速度v1與蝸輪切向速度與蝸輪切向速度v2 互相垂直，使得兩齒面間有較大的滑動(dòng)速度。根據(jù)互相垂直，使得兩齒面間有較大的滑動(dòng)速度。根據(jù)圖圖7一一7，可得蝸桿，可得蝸桿 與蝸輪的滑動(dòng)速度與蝸輪的滑動(dòng)速度vs為為: 下一頁返回 第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率 二、效率二、效率 閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗一般包括三部分，即嚙合摩擦損耗、閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗一般包括三部分，即嚙合摩擦損耗、 軸承摩擦損耗及浸入油

13、池中的零件攪油時(shí)的濺油損耗。因此蝸桿傳動(dòng)軸承摩擦損耗及浸入油池中的零件攪油時(shí)的濺油損耗。因此蝸桿傳動(dòng) 的總效率為的總效率為 當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率為當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率為 下一頁上一頁返回 第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率第四節(jié)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度和效率 當(dāng)蝸輪主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率為當(dāng)蝸輪主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率為 三、自鎖三、自鎖 當(dāng)蝸輪為主動(dòng)，且當(dāng)蝸輪為主動(dòng)，且 v、時(shí)，嚙合效率、時(shí)，嚙合效率1為負(fù)值，即蝸桿傳動(dòng)發(fā)為負(fù)值，即蝸桿傳動(dòng)發(fā) 生生“自鎖自鎖”。對(duì)于這種蝸桿傳動(dòng)，當(dāng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)其傳動(dòng)效率極低，。對(duì)于這種蝸桿傳動(dòng)，當(dāng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)其傳動(dòng)效率極低， 通常

14、效率通常效率50%。另外，在振動(dòng)條件下摩擦系數(shù)的值波動(dòng)可能很大，。另外，在振動(dòng)條件下摩擦系數(shù)的值波動(dòng)可能很大， 因此不宜單靠蝸桿傳功的自鎖作用來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，在重要場合應(yīng)另外設(shè)因此不宜單靠蝸桿傳功的自鎖作用來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，在重要場合應(yīng)另外設(shè) 計(jì)制動(dòng)裝置計(jì)制動(dòng)裝置 上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 一、失效形式和材料選擇一、失效形式和材料選擇 1.失效形式失效形式 (1)由于有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，重載下潤滑不充分或散熱不好時(shí)，可由于有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，重載下潤滑不充分或散熱不好時(shí)，可 能破壞油膜而產(chǎn)生蝸輪齒面的磨損與膠合，需要進(jìn)行潤滑設(shè)計(jì)、熱平能破壞油膜而產(chǎn)生蝸輪齒面的磨損與膠合，

15、需要進(jìn)行潤滑設(shè)計(jì)、熱平 衡計(jì)算、蝸輪齒面膠合計(jì)算。衡計(jì)算、蝸輪齒面膠合計(jì)算。 (2)開式傳動(dòng)中更易磨損，使齒厚減薄而可能產(chǎn)生彎曲斷齒，這種情況開式傳動(dòng)中更易磨損，使齒厚減薄而可能產(chǎn)生彎曲斷齒，這種情況 通常發(fā)生在蝸輪輪齒上，需要對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行通常發(fā)生在蝸輪輪齒上，需要對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 (3)閉式傳動(dòng)中，蝸輪齒面也可能出現(xiàn)點(diǎn)蝕、塑性變形等軟齒面經(jīng)常出閉式傳動(dòng)中，蝸輪齒面也可能出現(xiàn)點(diǎn)蝕、塑性變形等軟齒面經(jīng)常出 現(xiàn)的現(xiàn)的齒齒面失效形式，需要對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。面失效形式，需要對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。 (4)由于蝸桿輪齒強(qiáng)度較高，但直徑

16、較小，沿軸線方向較長，容易出現(xiàn)由于蝸桿輪齒強(qiáng)度較高，但直徑較小，沿軸線方向較長，容易出現(xiàn) 剛度不足而影響輪齒嚙合狀況，因此通常只對(duì)蝸桿進(jìn)行剛度校核。剛度不足而影響輪齒嚙合狀況，因此通常只對(duì)蝸桿進(jìn)行剛度校核。 下一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2.材料選擇材料選擇 根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)，蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)滑動(dòng)速度很大，蝸根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)，蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)滑動(dòng)速度很大，蝸 桿副的材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，還必須具有良好的減摩耐磨性能桿副的材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，還必須具有良好的減摩耐磨性能 和抗膠合的能力。因此，常采用青銅等減摩耐磨性能較好的材料作蝸和抗膠合的能力。因此

17、，常采用青銅等減摩耐磨性能較好的材料作蝸 輪的輪齒齒圈，與悴硬的鋼制蝸桿相配。輪的輪齒齒圈，與悴硬的鋼制蝸桿相配。 對(duì)于高速重載的蝸桿一般采用碳素鋼或合金鋼制造，要求表面粗對(duì)于高速重載的蝸桿一般采用碳素鋼或合金鋼制造，要求表面粗 糙度低并具有較高硬度，蝸桿齒面經(jīng)齒面硬化熱處理糙度低并具有較高硬度，蝸桿齒面經(jīng)齒面硬化熱處理(悴火等悴火等)得到很得到很 高的硬度，然后磨削或拋光，能夠提高傳動(dòng)的承載能力。高的硬度，然后磨削或拋光，能夠提高傳動(dòng)的承載能力。 對(duì)于低速傳動(dòng)中的蝸桿可不用表面硬化熱處理，甚至可采用鑄鐵。對(duì)于低速傳動(dòng)中的蝸桿可不用表面硬化熱處理，甚至可采用鑄鐵。 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿

18、傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 二、蝸輪輪齒強(qiáng)度二、蝸輪輪齒強(qiáng)度 1.蝸輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于鑄錫青銅制造的蝸輪，蝸輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算的目的是為了對(duì)于鑄錫青銅制造的蝸輪，蝸輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算的目的是為了 避免蝸輪輪齒表面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕失效避免蝸輪輪齒表面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕失效;對(duì)于灰鑄鐵或鑄鋁鐵青銅，蝸對(duì)于灰鑄鐵或鑄鋁鐵青銅，蝸 輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算的目的是為了避免蝸輪輪齒表面發(fā)生膠合失效，屬輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算的目的是為了避免蝸輪輪齒表面發(fā)生膠合失效，屬 于條件性驗(yàn)算。于條件性驗(yàn)算。 把蝸桿傳動(dòng)近似地看做斜齒條與斜齒輪的嚙合傳動(dòng)，蝸輪齒面的把蝸桿傳動(dòng)近似地看做斜齒條與斜齒輪的嚙合傳動(dòng)，蝸輪齒面

19、的 接觸強(qiáng)度計(jì)算方法與斜齒輪相似，仍以赫茲公式為計(jì)算基礎(chǔ)，采用推接觸強(qiáng)度計(jì)算方法與斜齒輪相似，仍以赫茲公式為計(jì)算基礎(chǔ)，采用推 導(dǎo)斜齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式同樣的方法，可得到蝸輪齒面的接觸導(dǎo)斜齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式同樣的方法，可得到蝸輪齒面的接觸 強(qiáng)度校核公式為強(qiáng)度校核公式為 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式為蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式為 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2.蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算目的是為了避免蝸輪輪齒出現(xiàn)齒根蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算目的是為

20、了避免蝸輪輪齒出現(xiàn)齒根 彎曲疲勞斷裂失效。但蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度所限定的承載能力，大彎曲疲勞斷裂失效。但蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度所限定的承載能力，大 都超過齒面點(diǎn)蝕和熱平衡計(jì)算所限定的承載能力。只有在少數(shù)情況下，都超過齒面點(diǎn)蝕和熱平衡計(jì)算所限定的承載能力。只有在少數(shù)情況下， 例如蝸輪采用脆性材料時(shí)，計(jì)算彎曲強(qiáng)度才有意義。例如蝸輪采用脆性材料時(shí)，計(jì)算彎曲強(qiáng)度才有意義。 蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，是近似地將蝸輪看作斜齒圓柱齒輪，蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，是近似地將蝸輪看作斜齒圓柱齒輪， 再按圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度公式推導(dǎo)方法，得到蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算再按圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度公式推導(dǎo)方法，得到蝸輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

21、 的校核公式的校核公式 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 蝸輪齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式為蝸輪齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式為 三、蝸桿的剛度計(jì)算三、蝸桿的剛度計(jì)算 由于蝸桿的結(jié)構(gòu)剛度較低，而輪齒強(qiáng)度較高，故只對(duì)蝸桿進(jìn)行剛由于蝸桿的結(jié)構(gòu)剛度較低，而輪齒強(qiáng)度較高，故只對(duì)蝸桿進(jìn)行剛 度計(jì)算即可?？梢詫⑵湟暈橐札X根圓直徑為直徑的軸，進(jìn)行剛度校核，度計(jì)算即可?？梢詫⑵湟暈橐札X根圓直徑為直徑的軸，進(jìn)行剛度校核， 只計(jì)算其最大撓度即可，校核條件公式為只計(jì)算其最大撓度即可，校核條件公式為 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 四、熱平衡計(jì)算四、熱平衡計(jì)算

22、蝸桿傳動(dòng)由于效率低、摩擦損失大，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉蝸桿傳動(dòng)由于效率低、摩擦損失大，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉 式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫴絺鲃?dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)?滑油稀釋，砧度降低，潤滑油很容易從嚙合齒面之間被擠出或潤滑油滑油稀釋，砧度降低，潤滑油很容易從嚙合齒面之間被擠出或潤滑油 膜被破壞而使?jié)櫥?，從而增大摩擦損失，輪齒磨損加劇，甚至發(fā)膜被破壞而使?jié)櫥?，從而增大摩擦損失，輪齒磨損加劇，甚至發(fā) 生膠合。生膠合。 所以，必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍所以，必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定地處于

23、規(guī)定的范圍 內(nèi)。內(nèi)。 假定摩擦損耗全部轉(zhuǎn)換成熱量，在單位時(shí)間內(nèi)，蝸桿傳動(dòng)由于摩假定摩擦損耗全部轉(zhuǎn)換成熱量，在單位時(shí)間內(nèi)，蝸桿傳動(dòng)由于摩 擦損耗而產(chǎn)生的熱量為擦損耗而產(chǎn)生的熱量為 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 單位時(shí)間內(nèi)，通過齒輪箱體外壁和其他輔助散熱裝置所散逸的熱量為單位時(shí)間內(nèi)，通過齒輪箱體外壁和其他輔助散熱裝置所散逸的熱量為 當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)，產(chǎn)生的熱量與散逸的熱量相等，溫度達(dá)到穩(wěn)定，即當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)，產(chǎn)生的熱量與散逸的熱量相等，溫度達(dá)到穩(wěn)定，即 由該等式可得由該等式可得 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 五、潤滑方式選擇五、潤滑方式選擇

24、 為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率、防止由于潤滑不良而早期發(fā)生劇烈的為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率、防止由于潤滑不良而早期發(fā)生劇烈的 磨損及膠合，蝸桿傳動(dòng)的潤滑設(shè)計(jì)是非常重要的問題。潤滑的目的除磨損及膠合，蝸桿傳動(dòng)的潤滑設(shè)計(jì)是非常重要的問題。潤滑的目的除 用于減摩外，還可用潤滑油進(jìn)行冷卻，以保證正常油溫和砧度。用于減摩外，還可用潤滑油進(jìn)行冷卻，以保證正常油溫和砧度。 常采用砧度大的礦物油進(jìn)行潤滑，潤滑油中往往加入各種添加劑，常采用砧度大的礦物油進(jìn)行潤滑，潤滑油中往往加入各種添加劑， 如加有硫化鯨魚油制成的油性極壓添加劑的高砧度潤滑油，可提高傳如加有硫化鯨魚油制成的油性極壓添加劑的高砧度潤滑油，可提高傳 動(dòng)的抗膠

25、合能力。但是用青銅制造的蝸輪不能采用抗膠合能力強(qiáng)的活動(dòng)的抗膠合能力。但是用青銅制造的蝸輪不能采用抗膠合能力強(qiáng)的活 性潤滑油，以免腐蝕青銅。性潤滑油，以免腐蝕青銅。 蝸桿傳動(dòng)所采用的潤滑方法及潤滑裝置與齒輪傳動(dòng)的基本相同。蝸桿傳動(dòng)所采用的潤滑方法及潤滑裝置與齒輪傳動(dòng)的基本相同。 閉式蝸桿傳動(dòng)一般采用浸油或噴油潤滑，一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載閉式蝸桿傳動(dòng)一般采用浸油或噴油潤滑，一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載 荷類型進(jìn)行選擇。荷類型進(jìn)行選擇。 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 六、蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)六、蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 1.蝸桿結(jié)構(gòu)蝸桿結(jié)構(gòu) 由于蝸桿的直徑較小，一般蝸桿與軸成為一體。

26、由于蝸桿的直徑較小，一般蝸桿與軸成為一體。圖圖7一一9(a)為車削為車削 蝸桿結(jié)構(gòu)，蝸桿結(jié)構(gòu)，圖圖7 -9 (b)為銑削蝸桿結(jié)構(gòu)。車削蝸桿結(jié)構(gòu)的退刀槽尺寸根為銑削蝸桿結(jié)構(gòu)。車削蝸桿結(jié)構(gòu)的退刀槽尺寸根 據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定，退刀槽對(duì)蝸桿的剛度有影響據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定，退刀槽對(duì)蝸桿的剛度有影響 2.蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪的結(jié)構(gòu) 鑄鐵或直徑小于鑄鐵或直徑小于100 mm的青銅蝸輪，可以做成整體澆鑄式結(jié)構(gòu)，的青銅蝸輪，可以做成整體澆鑄式結(jié)構(gòu)， 如如圖圖7一一10(c)所示。所示。 為減少青銅用量，可以采用輪箍式或拼鑄式，如為減少青銅用量，可以采用輪箍式或拼鑄式，如圖圖7一一10(a)和和(d) 所示。大尺寸蝸輪可以采用

27、螺栓連接結(jié)構(gòu)，如所示。大尺寸蝸輪可以采用螺栓連接結(jié)構(gòu)，如圖圖7一一10(b)所示。所示。 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定主要參數(shù)按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定主要參數(shù) 初選效率初選效率=0.9 計(jì)算蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩計(jì)算蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩 蝸輪接觸許用應(yīng)力蝸輪接觸許用應(yīng)力 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式根據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)公式(7一一12) 4.驗(yàn)算蝸輪圓周速度驗(yàn)算蝸輪圓周速度(略略) 5.校核蝸輪彎曲強(qiáng)度校核蝸輪彎曲強(qiáng)度 蝸桿導(dǎo)程角蝸桿導(dǎo)程角 下一頁上一頁返回 第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第五節(jié)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 蝸輪彎曲