《汽車機械基礎》中職課件08項目八蝸桿傳動

1、項目八 蝸桿傳動 蝸桿傳動的特點和類型8.1普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)8.2蝸桿傳動的失效形式、材料和結構 8.3 圓柱蝸桿傳動的受力分析和強度計算8.4 圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡8.58.1 蝸桿傳動的特點和類型 蝸桿傳動主要由蝸桿和蝸輪組成，蝸桿傳動用于傳遞空間交錯成90的兩軸之間的運動和動力。與其他機械傳動比較，蝸桿傳動具有以下特點： 1、傳動比大，結構緊湊。 2、傳動平穩(wěn)，無噪音。 3、具有自鎖性。 4、蝸桿傳動效率低，一般認為蝸桿傳動效率比齒輪傳動低。 5、發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。8.2 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 8.2.1 模數(shù)和壓力角8.2.2 蝸桿頭

2、數(shù)、蝸輪齒數(shù)和傳 動比 8.2.3 蝸桿直徑系數(shù)和導程角8.2.4 蝸桿傳動的滑動速度1、模數(shù)和壓力角 為了方便加工，規(guī)定蝸桿的軸向模數(shù)為標準模數(shù)。蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸向模數(shù)，因此蝸輪端面模數(shù)也應為標準模數(shù)。標準模數(shù)系列見見本教材（表8-1）。壓力角標準值為20。2、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)和傳動比 選擇蝸桿頭數(shù)z1時，主要考慮傳動比、效率及加工等因素。通常蝸桿頭數(shù)z1=1、2、4。若要得到大的傳動比且要求自鎖時，可取z1=1；當傳遞功率較大時，為提高傳動效率，可采用多頭蝸桿，通常取z1=2或4。 蝸輪齒數(shù)z2=iz1，為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，z2不應小于26，但不宜大于80。對于蝸桿為主動

3、件的蝸桿傳動，其傳動比為： i=n1/n2= z2/z13、蝸桿的直徑系數(shù)和導程角 蝸桿螺旋面和分度圓柱的交線是螺旋線，展開的螺旋線與水平線之間的夾角為蝸桿分度圓柱上的螺旋線導程角。 在蝸桿傳動中，規(guī)定q=d1/m稱為蝸桿直徑系數(shù)，表示蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比。 4、蝸桿傳動的滑動速度 蝸桿傳動即使在節(jié)點處嚙合，齒廓之間也有較大的相對滑動。設蝸桿的圓周速度為v1，蝸輪的圓周速度為v2，v1和v2呈90角，而使齒廓之間產生很大的相對滑動，此時的速度可稱之為相對滑動速度。 相對滑動速度是沿蝸桿螺旋線方向。齒廓之間的相對滑動引起磨損和發(fā)熱，導致傳動效率降低。8.3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結構 8

4、.3.1 蝸桿傳動的主要失效形式 8.3.2 蝸桿傳動的材料 8.3.3 蝸桿和蝸輪的結構 1、蝸桿傳動的主要失效形式 由于材料方面的原因，蝸桿螺旋部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度，故失效常發(fā)生在蝸輪齒上。因此輪齒強度計算是針對蝸輪進行的。蝸桿傳動的相對滑動速度大，因摩擦引起的發(fā)熱量大、效率低，故主要失效形式為膠合，其次才是點蝕和磨損。 2、蝸桿傳動的材料 蝸桿傳動材料時不僅要滿足強度要求，更重要的是具有良好的減摩性、抗磨性和抗膠合的能力。蝸桿一般用碳素鋼或合金鋼制造。 蝸輪常用錫青銅、無錫青銅或鑄鐵制造。近年來，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，也可用尼龍或增強尼龍來制造蝸輪。3、蝸桿和蝸輪的結構 蝸桿通

5、常與軸做成一體，除螺旋部分的結構尺寸取決于蝸桿的幾何尺寸外，其余的結構尺寸可參考軸的結構尺寸而定。蝸輪的結構有整體式和組合式兩類。8.4 圓柱蝸桿傳動的受力分析和強 度計算 8.4.1 蝸桿傳動的受力分析和計 算載荷 8.4.2 圓柱蝸桿傳動的強度計算 1、蝸桿傳動的受力分析和計算載荷 蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似。齒面上的法向力Fn可分解為三個相互垂直的分力：圓周力Ft，徑向力Fr和軸向力Fa。由于蝸桿軸與蝸輪軸交錯成90角，所以蝸桿圓周力Ft1等于蝸輪軸向力Fa2，蝸桿軸向力Fa1等于蝸輪圓周力Ft2，蝸桿徑向力Fr1等于蝸輪徑向力Fr2。 2、圓柱蝸桿傳動的強度計算 （1）蝸輪齒

6、面的接觸強度計算 蝸輪齒面的接觸強度計算與斜齒輪相似，以蝸桿蝸輪在節(jié)點處嚙合的相應參數(shù)代入赫芝公式，可得青銅或鑄鐵蝸輪輪齒齒面接觸強度的校核公式。（2）蝸輪輪齒彎曲強度計算 因蝸輪輪齒接觸強度和熱平衡計算所限定的承載能力，通常都能滿足彎曲強度的要求，因此只有對于受強烈沖擊、振動的傳動，或蝸輪采用脆性材料時，才需要考慮蝸輪輪齒的彎曲強度。其計算公式可參閱有關書籍。8.5 圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和 熱平衡計算 8.5.1 蝸桿傳動的效率 8.5.2 蝸桿傳動的潤滑 8.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 1、蝸桿傳動的效率 閉式蝸桿傳動工作時，功率的損耗有三部分：輪齒嚙合損耗、軸承摩擦損耗和箱體內潤滑油攪動的損耗。所以閉式蝸桿傳動的總效率為： =123 式中：1為考慮輪齒嚙合損耗的效率；2為考慮軸承摩擦損耗的效率；3為考慮攪油損耗的效率。 2、蝸桿傳動的潤滑 由于蝸桿傳動的相對滑動速度大，效率低，發(fā)熱量大，因此必須注意蝸桿傳動的潤滑；否則會進一步導致效率顯著降低，并會帶來劇烈的磨損，甚至產生膠合。蝸桿傳動的潤滑方法和潤滑油粘度可參考本教材（表