蝸輪蝸桿計算

關于蝸輪蝸桿計算第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三一、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、自動扶梯第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、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三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三2、根據(jù)齒面形狀不同分為：

普通蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三3、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。第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三蝸輪滾刀：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六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9.2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七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三2、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：第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三普通蝸桿傳動的m與d1搭配值（表9-1）第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三3、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）第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三（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、安裝第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三（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

第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三5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,度第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、蝸桿傳動的幾何尺寸計算第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9.3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。第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、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、灰鑄鐵第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9.4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受力分析第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三而法向力取，則有N第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三式中：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，度第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三力的方向：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(jù)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。第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三力的方向判斷例題第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三2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)第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算校核公式為：設計公式為：MPamm3第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三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)第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9.5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第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三蝸桿傳動的總效率第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、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：浸油或噴油第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三三、蝸桿傳動的熱平衡計算單位時間內(nèi)由摩擦損耗的功率產(chǎn)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三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三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(nèi)的油溫，t在800以內(nèi)

t0—周圍空氣溫度，t0=200第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)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℃以下第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三若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)第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三3、在箱體油池內(nèi)裝設蛇形冷卻水管4、采用壓力噴油循環(huán)潤滑第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9.6蝸桿和蝸輪的結構一蝸桿的結構車削：有退刀槽，第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三二、蝸輪的結構