第7章蝸桿傳動

1、第第7章章 蝸桿傳動設(shè)計蝸桿傳動設(shè)計7.1 蝸桿傳動概述蝸桿傳動概述7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型7.3 普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸7.4 普通蝸桿傳動的承載能力計算普通蝸桿傳動的承載能力計算7.6 圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算潘存云教授研制潘存云教授研制7.1 蝸桿傳動蝸桿傳動 概述概述 作用：作用： 用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力。用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力。 蝸桿主動、蝸輪從動。蝸桿主動、蝸輪從動。9090形成：形成：若單個斜齒輪的齒數(shù)很少若單個斜齒輪的齒數(shù)

2、很少（如（如z1=1）而且而且1 1很很大時，大時，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。11 1所得齒輪稱為所得齒輪稱為: :蝸桿。蝸桿。而嚙合件稱為而嚙合件稱為: :蝸輪。蝸輪。蝸桿蝸桿22 2蝸輪蝸輪潘存云教授研制改進(jìn)措施：改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為所得蝸輪蝸桿為線接觸線接觸。點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小。傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小。分度機(jī)構(gòu)：分度機(jī)構(gòu)：i=1000, i=1000, 通常通常i=8i=88080缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 傳動效率低、蝸輪齒圈

3、用青銅制造，成本高。傳動效率低、蝸輪齒圈用青銅制造，成本高。線接觸線接觸潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 圓柱蝸桿圓柱蝸桿7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿錐蝸桿 錐蝸桿傳動中，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。類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳

4、動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用直線刀刃直線刀刃的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。齒面的齒廓形狀不同。潘存云教授研制普通圓柱蝸桿普通圓柱蝸桿潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿 圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是圓弧

5、圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工用的車刀為加工用的車刀為圓弧刀刃圓弧刀刃。傳動特點(diǎn)：傳動特點(diǎn)：1）傳動效率高，一般可達(dá)傳動效率高，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。潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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 阿基米德螺線阿基米

6、德螺線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)潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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阿基米德螺線潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動

7、的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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 漸開線蝸桿漸開線蝸桿(ZI)漸開線蝸桿漸開線蝸桿漸開線漸開線基圓基圓潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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

8、開線延伸漸開線車刀對中齒厚中心法面車刀對中齒厚中心法面法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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延伸漸開線延伸漸開線2車刀對中齒槽中心法面車刀對中齒槽中心法面潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱

9、蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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近似于阿基米德螺線是一種非線性螺旋齒面是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑削或磨削，工，只能在銑削或磨削，加工時工件作加工時工件作螺旋運(yùn)動螺旋運(yùn)動，刀具作刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。砂輪砂輪類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.

10、2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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)面蝸桿傳動特點(diǎn)：環(huán)面蝸桿傳動特點(diǎn)： 1）傳動效率高，一般可達(dá)傳動效率高，一般可達(dá)8590%；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)面蝸桿潘存云教授研制類類型型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 7.2 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型錐蝸桿傳動錐蝸

11、桿傳動 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動蝸桿傳動 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿 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 錐蝸桿傳動特點(diǎn)：錐蝸桿傳動特點(diǎn)： 錐蝸桿錐蝸桿1）同時接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大；同時接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大； 2）傳動比范圍大，一般為傳動比范圍大，一般為10360； 3）承載能力和傳動效率高；承載能力和傳動效率高； 4）制造安裝簡便，工藝性好。制造安裝簡便，工藝性好。 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿最常用最常用潘存云教授研制d d蝸桿旋向：蝸桿旋向：左旋、右旋左旋、右旋( (常用常用) )1 11 1精度等級：精度等

12、級：對于一般動力傳動，按如下等級制造：對于一般動力傳動，按如下等級制造：v v1 17.5 m/s -77.5 m/s -7級精度；級精度；v v1 1 3 m/s -8 3 m/s -8級精度；級精度；v v1 11.5 m/s -90，正變位 aa x12 12 m/s m/s時時 ZCuSn10P1 ZCuSn10P1錫青銅制造。錫青銅制造。vS S 12 12 m/s m/s時時 ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅錫青銅vS S 6 6 m/sm/s時時 ZCuAl10Fe3 ZCuAl10Fe3鋁青銅。鋁青銅。vS S 2 2 m/sm/s時時球墨鑄鐵、灰鑄鐵。

13、球墨鑄鐵、灰鑄鐵。7.4 普通蝸桿傳動的承載能力計算普通蝸桿傳動的承載能力計算蝸桿傳動的特點(diǎn)是齒面相對滑動速度大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重和磨損加劇。二、蝸桿傳動的常用材料二、蝸桿傳動的常用材料 * 蝸桿的剛度計算蝸桿的剛度計算 * 蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算* 蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算為了防止齒面過度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行：為了防止齒面過度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行：* 傳動系統(tǒng)的熱平衡計算傳動系統(tǒng)的熱平衡計算 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：為了防止過熱引起的失效，就要進(jìn)行：為了防止過熱引起的失效，就要進(jìn)

14、行： 三、蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則三、蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則 在開式傳動中，主要失效為：在開式傳動中，主要失效為：齒面磨損和輪齒折齒面磨損和輪齒折斷，斷，按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計。按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計。在閉式傳動中，主要失效為：在閉式傳動中，主要失效為：齒面膠合或點(diǎn)蝕，齒面膠合或點(diǎn)蝕，按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，按齒根的彎曲疲勞按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核。還要進(jìn)行強(qiáng)度校核。還要進(jìn)行熱平衡熱平衡計算。計算。潘存云教授研制潘存云教授研制四、四、圓柱蝸桿傳動的受力分析圓柱蝸桿傳動的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa12法向力可分解為三個分力：法向力可分解為三個分力：圓周力：圓

15、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潘存云教授研制潘存云教授研制1 11p212p由相對運(yùn)動原理可知由相對運(yùn)動原理可知: :v2 = v1 + vS 齒面間滑動速度齒面間滑動速度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: :v2

16、2 22 2CW蝸輪轉(zhuǎn)向的確定蝸輪轉(zhuǎn)向的確定 vSttv1v2潘存云教授研制潘存云教授研制1 11 112p12p右旋蝸桿：右旋蝸桿：伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速切向速 度度vp2p2的方向與拇指反向相同。的方向與拇指反向相同。用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向用手勢確定蝸輪的轉(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蝸輪蝸輪的轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動，有一種實(shí)用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：ar1r2潘存云教授研制潘存云教授研制蝸桿傳動受力方向的判定蝸桿傳動受力方向的判定 12pFa1Ft2Fr1Fr22

17、 22)2)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向一致，且蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向一致，且 Ft2=-=-Fa1 ；4)4)蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線，蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線， 且且 Ft1=-=-Fa2 ； ；3)3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且 Ft1=-=-Fa2 ； 1)1)蝸桿所受扭矩蝸桿所受扭矩T T1 1與轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)動方向1 1一致；一致；T T1 1T T1 11 11 1Ft1Ft1Fa2Fa2練習(xí)：n1n1Fr1Fr2Ft1xFa2Fa1Ft2右旋n2Fr1Fr2Ft1Fa2xFa1Ft2n2已知：蝸桿軸為輸入，大錐齒輪軸

18、為輸出，軸轉(zhuǎn)向如圖。試：確定各輪轉(zhuǎn)向、旋向及受力。1. n4 n3 n2 Ft2 Fa2 2. Fa3 Fa2 Ft1 n1蝸輪右旋n4輸出1234蝸桿右旋五、五、 圓柱蝸桿傳動的強(qiáng)度計算圓柱蝸桿傳動的強(qiáng)度計算齒面接觸強(qiáng)度校核公式：齒面接觸強(qiáng)度校核公式：L0 KFnH = Z= ZE Ea3KT2= Z= ZE EZ Z H 由上式可得設(shè)計公式：由上式可得設(shè)計公式：蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度計算與斜齒輪相似，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 KT2 H Z ZE EZ Z231）接觸強(qiáng)度）接觸強(qiáng)度 參數(shù)說明：參數(shù)說明

19、：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）使用系數(shù)使用系數(shù)KA工作類型工作類型 I II III I II III 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 均勻、無沖擊均勻、無沖擊 不均勻、小沖擊不均勻、小沖擊 不均勻、大沖擊不均勻、大沖擊 每小時啟動次數(shù)每小時啟動次數(shù) 25 2550 50 50 起動載荷起動載荷 小小 較較 大大 大大 KA 1 1.15 1.2 1 1.15 1.2 動載系數(shù)動載系數(shù)Kv ， 當(dāng)當(dāng)V V2 2 3 m/s , 3 m/s , Kv=1=11.1

20、1.1 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)K ，當(dāng)載荷平穩(wěn)時，當(dāng)載荷平穩(wěn)時 , ,取取K =1=1 當(dāng)載荷變化時當(dāng)載荷變化時 , ,取取K =1.1=1.11.3 1.3 4）Z接觸系數(shù),考慮齒面曲率和接觸線長度影響,Z初值a是否接近？與ZZ根據(jù)查得。ad1設(shè)計時：未知，初選值ad1ad1ad13）ZE彈性系數(shù),青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對時，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

21、蝸桿ZA,ZI,ZN,ZK蝸桿蝸桿b b）ad1 討論：討論：Z Z HH a a一定時，一定時，ad1dd1 1蝸桿剛度蝸桿剛度d d1 1一定時，一定時，ad1aa結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊蝸桿傳動的重要參數(shù)蝸桿傳動的重要參數(shù)ad1a a）ad1H H -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潘存云教授研制2）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度）蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度 計算計算 YYmcosdd1.53KTFFa2212F校核計算：校核計算： 設(shè)計公式：設(shè)計公式： 3Fa2F2212mmYYcos z1.53KTdm F F -

22、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)，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, ,詳見下頁線圖。詳見下頁線圖。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。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 ZCu

23、Sn10P1 金屬模鑄造金屬模鑄造 56 4056 40鑄錫鋅青銅鑄錫鋅青銅 砂鑄模型砂鑄模型 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潘存云教授研制潘存云教授研制3.73.63.53.

24、43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.710 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 50 80 100 400 Z Zv v 蝸輪的齒形系數(shù)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理論根切極限理論根切極限齒頂變尖極限齒頂變尖極限一、一、蝸桿傳動的效率蝸桿傳動的效率功率損耗：

25、功率損耗：嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪油損耗。嚙合損耗、軸承摩擦損耗、攪油損耗。=（0.950.96）tg(tg(+v v ) )tgtg 蝸桿主動時，總效率計算公式為：蝸桿主動時，總效率計算公式為：式中式中: :為蝸桿導(dǎo)程角為蝸桿導(dǎo)程角; ; v v稱為當(dāng)量摩擦角，稱為當(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 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 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 效效 率率 0.70 0.80 0.90 0.95 tg tg1 1 =Z1 /

26、q v v， f v v與與V VS S有關(guān)有關(guān)，取值見下頁表取值見下頁表 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 0.013 045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 無錫青銅無錫青銅 灰鑄鐵灰鑄鐵

27、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 滑動速度滑動速度 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 0.09 509 0.1 5431.00 0.045 235 0.055 309 0.07 4 0.07 4 0.09 5092

28、.00 0.035 2 0.045 235 0.055 309 0.07 4vs m/s說明：說明：1 1）v vs sffv vv v 油膜易形成油膜易形成2 2） 為影響為影響 的主要因素：的主要因素：，對動力傳動，對動力傳動，宜采用多頭蝸桿，宜采用多頭蝸桿，0dd1245v時時， max max此后，此后，=（0.950.96）tg(tg(+v v ) )tgtg 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，加工困難大時，加工困難當(dāng)當(dāng) v v 時，蝸桿

29、具有自鎖時，蝸桿具有自鎖性，但效率性，但效率 很低。很低。50%50%一般?。阂话闳。?v v 510 1015 1525 25 載荷類型載荷類型 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)動粘度運(yùn)動粘度 v/cSt（40 ）蝸桿傳動的相對滑動蝸桿傳動的相對滑動速度速度vs/(m/s)給油方法給油方法 油池潤滑油池潤滑 噴油潤滑噴油潤滑或或 油池潤滑油池潤滑 噴油壓力噴油壓力 MPa 0.7 2 3 表表7-21 蝸桿傳動的潤滑油粘度薦用值及給油方法蝸桿傳動的潤滑油粘度薦用值及給油方法當(dāng)當(dāng)v vs

30、 s 5 m/s時，采用油池浸油潤滑。為了減少攪油損失，下置時，采用油池浸油潤滑。為了減少攪油損失，下置式蝸桿不宜浸油過深，約為式蝸桿不宜浸油過深，約為一個齒高一個齒高。但油面不應(yīng)超過軸承最低但油面不應(yīng)超過軸承最低滾動體的中心。滾動體的中心。當(dāng)當(dāng)v vs s 10m/s時，采用壓力噴油潤滑。時，采用壓力噴油潤滑。當(dāng)當(dāng)5m/sv vs s 10 m/s時，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)時，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)（攪油阻力大）（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 一一個個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。三、三、蝸桿傳動的熱平衡計算蝸桿傳動的熱平衡計算由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若不及時散熱，會引起箱體內(nèi)，油溫升高，潤滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計算由熱平衡條件：由熱平衡條件：HH1 1= H= H2, 2, 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。對于箱體上的散熱片，其散熱油飛濺到的箱殼面積。對于箱體上的