第九章-蝸桿傳動

第九章蝸桿傳動蝸桿蝸輪9-1

蝸桿傳動的概述2特點(diǎn)傳動比大：一般傳動i=7~80;分度機(jī)構(gòu)可達(dá)1000結(jié)構(gòu)緊湊傳動平穩(wěn)，噪聲小效率低成本高1組成和應(yīng)用蝸桿主動，蝸輪被動通常二軸交角

＝90°一、蝸桿傳動的特點(diǎn)和及應(yīng)用二、蝸桿傳動的類型環(huán)面蝸桿

按蝸桿整體形狀分：圓柱蝸桿嚙合特點(diǎn)從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對運(yùn)動類似于螺旋傳動從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形，嚙合傳動類似于齒輪齒條運(yùn)動d1Bpda2a2

da2d2df2Ldf1da1hahfh9-2基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算1模數(shù)ma1=mt2=m從主平面看，蝸桿齒形是標(biāo)準(zhǔn)齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形嚙合傳動類似于齒輪齒條運(yùn)動d1p一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇2壓力角GB/T10088-88規(guī)定：阿基米德蝸桿：a=20°動力傳動：a=25°分度傳動：a=12°、15°d1Bp2

蝸桿軸面的壓力角應(yīng)該等于蝸輪端面壓力角3導(dǎo)程角根據(jù)正確嚙合條件，

1=2（蝸輪的螺旋角）蝸桿的導(dǎo)程角相當(dāng)于螺紋的螺旋升角pz1p

z1p

d14分度圓直徑●蝸桿直徑系數(shù)q及分度圓直徑d1

d1—標(biāo)準(zhǔn)系列值限制蝸輪滾刀數(shù)量，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化蝸桿直徑系數(shù)：q=d1/m→d1

=mqq與導(dǎo)程角γ之關(guān)系：5.傳動比i

和齒數(shù)比u傳動比

:

z1z2

=---n2n1i=---若想得到大i,可取：z1=1，但傳動效率低。對于大功率傳動,可?。簔1=2，或4。蝸輪齒數(shù)：z2=iz1

為避免根切：z2≥26一般情況：z2≤80

z2過大→→蝸桿長度↑→剛度、嚙合精度↓結(jié)構(gòu)尺寸↑=u----齒數(shù)比6.蝸輪齒數(shù)z2表11-2蝸桿頭數(shù)z1與蝸輪齒數(shù)z2的推薦值傳動比i≈57~1514~3029~82

蝸桿頭數(shù)z1

6421蝸輪齒數(shù)z2

29~3129~6129~6129~82

a=(d1+d1)/27.蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)中心距=m(q+z1)/2二、圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計(jì)算由蝸桿傳動的功用，以及給定的傳動比i,→

z1

→

z2

→計(jì)算求得m、d1

→計(jì)算幾何尺寸普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算名稱計(jì)算公式蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑齒頂高齒根高頂圓直徑根圓直徑蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距徑向間隙中心距蝸桿蝸輪d1=mqd2=mz2

ha=mha=mdf=1.2mqdf=1.2mqda1=m(q+2)da1=m(q+2)df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)一、失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則——主要考慮蝸輪開式齒輪傳動：齒面磨損、輪齒折斷

保證齒根疲勞強(qiáng)度閉式齒輪傳動：齒面膠合、點(diǎn)蝕

按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒根疲勞強(qiáng)度校核另外，還應(yīng)作熱平衡計(jì)算1失效形式失效：膠合、磨損、點(diǎn)蝕、齒根折斷——蝸輪輪齒由于蝸輪材料強(qiáng)度低，失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上9-3蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和材料選擇材料要求：減摩性好、耐磨、抗膠合、足夠的強(qiáng)度一、蝸桿的材料高的強(qiáng)度、剛度及光潔度碳鋼—45號鋼調(diào)質(zhì)或淬火合金鋼—20Cr、20CrMnTi(滲碳淬火)、40Cr(表面淬火)二、蝸輪的材料

減摩、抗膠合、抗點(diǎn)蝕鑄錫青銅ZCuSn10Pb1—適合高速鑄鋁青銅ZCuAl9Fe3—低速重載灰鑄鐵HT200—低速輕載三、蝸桿和蝸輪的材料選擇1運(yùn)動分析12pFt2Fa1Fr1Fr2ω22)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向一致，且Ft2=-Fa1；4)蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線，且Ft1=-Fa2；；3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且Ft1=-Fa2；1)蝸桿所受扭矩T1與轉(zhuǎn)動方向ω1一致；T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa2右(左)旋蝸桿：伸出右(左)手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的切向速度vp2的方向與拇指指向相反。用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：9-4普通蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算2受力分析作用力的大小：受力分析類似斜齒傳動蝸桿、蝸輪旋向相同蝸桿三個(gè)分力：Fr1,Ft1,Fa1蝸輪三個(gè)分力：Fr2,Ft2,Fa2二、輪齒表面的接觸強(qiáng)度計(jì)算校核公式：設(shè)計(jì)公式：特點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算主要針對蝸輪輪齒（材料原因）中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合，蝸輪類似于斜齒輪蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似說明：1z1、z1的選擇：z1

查表9-2,根據(jù)傳動比選擇；z2

26~282載荷系數(shù)K一、蝸桿的傳動計(jì)算η=η1η2η3與齒輪傳動相同：嚙合效率類似于螺旋副：η2η3≈0.95~0.96故：由此可知，z1↑→γ↑→η

↑z1=1時(shí)，η=0.7~0.75z2=2時(shí)，η=0.75~0.82

z2=4時(shí)，η=0.87~0.92

自鎖時(shí)，η<0.5

9-5效率、潤滑和熱平衡計(jì)算

二、潤滑一般情況下，采用浸油潤滑vs

很大時(shí)，采用噴油潤滑滑動速度運(yùn)動粘度>5~10>10~15>15~25>25工作條件重載重載中載----100068032022015010068潤滑方法浸油潤滑浸油或噴油潤滑壓力噴油潤滑熱平衡時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)：發(fā)熱量=散熱量單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量(由于摩擦損耗引起)：Q1=1000P1(1-h)單位時(shí)間內(nèi)的散熱量：Q2=KA(t1-t2)Q1=Q2，則溫升P為傳動輸入的功率；K