第11章蝸桿傳動(dòng)

1、第第11章蝸桿傳動(dòng)章蝸桿傳動(dòng)11-1蝸桿傳動(dòng)概述蝸桿傳動(dòng)概述11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型11-3普通蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)與尺寸普通蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)與尺寸11-4普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算11-6圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11-5蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算潘存云教授研制潘存云教授研制11-1蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 概述概述 作用：作用： 用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)。蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)。9090形成：形成：若單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少若單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少（如

2、（如z1=1）而且而且1 1很很大時(shí)，大時(shí)，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(chēng)為所得齒輪稱(chēng)為 蝸桿蝸桿, ,而嚙合件稱(chēng)為而嚙合件稱(chēng)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(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。分度機(jī)構(gòu)：分度機(jī)構(gòu)：i i=1000, =1000, 通常通常i i=8=88080缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 傳動(dòng)效率低、蝸輪齒圈用青銅制造

3、，成本高。傳動(dòng)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿圓柱蝸桿11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿錐蝸桿 錐蝸桿傳動(dòng)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(gè)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓

4、柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車(chē)床上用普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車(chē)床上用直線刀刃直線刀刃的車(chē)刀切制而成，車(chē)刀安裝位置不同，加工出的蝸桿的車(chē)刀切制而成，車(chē)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)與普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的區(qū)別僅圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)與

5、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的區(qū)別僅是加工用的車(chē)刀為是加工用的車(chē)刀為圓弧刀刃圓弧刀刃。傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)特點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)傳動(dòng)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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德螺線2阿基

6、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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿

7、傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(kāi)線蝸桿漸開(kāi)線蝸桿(ZI)漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)線漸開(kāi)線基圓基圓潘存云教授研制類(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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延伸漸開(kāi)線延伸漸開(kāi)

8、線車(chē)刀對(duì)中齒厚中心法面車(chē)刀對(duì)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(kāi)線延伸漸開(kāi)線 2車(chē)刀對(duì)中齒槽中心法面車(chē)刀對(duì)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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓

9、柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(chē)床上加蝸桿。不能在車(chē)床上加工，只能在銑削或磨削，工，只能在銑削或磨削，加工時(shí)工件作加工時(shí)工件作螺旋運(yùn)動(dòng)螺旋運(yùn)動(dòng)，刀具作刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。砂輪砂輪類(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳

10、動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(dòng)特點(diǎn)：環(huán)面蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： （1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)85 % 90%；（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(lèi)類(lèi)型型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng) 11-2蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型錐蝸桿傳動(dòng)錐

11、蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)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(dòng)特點(diǎn)：錐蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 錐蝸桿錐蝸桿（1）同時(shí)接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大；同時(shí)接觸的點(diǎn)數(shù)較多，重合度大； （2）傳動(dòng)比范圍大，一般為傳動(dòng)比范圍大，一般為10360； （3）承載能力和傳動(dòng)效率高；承載能力和傳動(dòng)效率高； （4）制造安裝簡(jiǎn)便，工藝性好。制造安裝簡(jiǎn)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

12、級(jí)：精度等級(jí)：對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，按如下等級(jí)制造：對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，按如下等級(jí)制造：v v1 17.5 m/s 77.5 m/s 7級(jí)精度級(jí)精度v v1 1 3 m/s 8 3 m/s 8級(jí)精度級(jí)精度v v1 11.5 m/s 912 12 m/s m/s時(shí)時(shí) ZCuSn10P1ZCuSn10P1錫青銅制造。錫青銅制造。vS S 12 12 m/s m/s時(shí)時(shí) ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅錫青銅vS S 6 6 m/sm/s時(shí)時(shí) ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3鋁青銅。鋁青銅。vS S 2 2 m/sm/s時(shí)時(shí)球墨鑄鐵、灰鑄鐵。球墨鑄鐵、灰鑄鐵。11-4普通蝸桿

13、傳動(dòng)的承載能力計(jì)算普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重和磨損加劇。二、蝸桿傳動(dòng)的常用材料二、蝸桿傳動(dòng)的常用材料 三、蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則三、蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 * 蝸桿的剛度計(jì)算蝸桿的剛度計(jì)算 * 蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算* 蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算為了防止齒面過(guò)度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行為了防止齒面過(guò)度磨損引起的失效，應(yīng)進(jìn)行* 傳動(dòng)系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的熱平衡計(jì)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(guò)熱引起的失效，就要進(jìn)行為了防止過(guò)熱引起的失效，就要

14、進(jìn)行 潘存云教授研制潘存云教授研制四、四、圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa12法向力可分解為三個(gè)分力：法向力可分解為三個(gè)分力：圓周力圓周力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 tan式中式中T1 、T2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作者：潘存云教授右旋蝸桿：右旋蝸桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速切向速 度

15、度vp2p2的方向與拇指指向相同。的方向與拇指指向相同。蝸輪由蝸桿推動(dòng)，所受切向力與速度方向一致，蝸輪由蝸桿推動(dòng)，所受切向力與速度方向一致，正確判別蝸輪的轉(zhuǎn)向，對(duì)進(jìn)行力分析至關(guān)重要。正確判別蝸輪的轉(zhuǎn)向，對(duì)進(jìn)行力分析至關(guān)重要。左旋蝸桿：左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。用右手判斷，方法一樣。作者：潘存云教授設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云1 11 112p12p2 22 2v2v2Ft2Fa1Ft2Fa1蝸輪的轉(zhuǎn)向可用手勢(shì)判別：蝸輪的轉(zhuǎn)向可用手勢(shì)判別：模型驗(yàn)證模型驗(yàn)證潘存云教授研制潘存云教授研制蝸桿傳動(dòng)受力方向的判定蝸桿傳動(dòng)受力方向的判定 12pFt2t2Fa1Fr1Fr2r22 2(2)(2)蝸輪切向力

16、指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，且蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)方向相反，且蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向1 1一致；一致；T T1 1T T1 111 1Ft1t1Ft1Fa2a2Fa2五、五、 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)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 = = ZE Ea3KT2=

17、 = ZE EZ H 由上式可得設(shè)計(jì)公式：由上式可得設(shè)計(jì)公式：式中式中K為載荷系數(shù)，取為載荷系數(shù)，取K = KA Kv K Z接觸線長(zhǎng)度和曲率半徑對(duì)接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)。接觸線長(zhǎng)度和曲率半徑對(duì)接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)。蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度計(jì)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。22212121nH1111EEbF赫茲公式赫茲公式: a KT2 H ZE EZ23 H 許用接觸應(yīng)力按下表選取。許用接觸應(yīng)力按下表選取。(1)接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度 潘存云教授研制0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 d1/a3.6 3.2 2.8 2.

18、4 2.0 影響系數(shù)影響系數(shù)ZZC蝸桿蝸桿使用系數(shù)使用系數(shù)KA工作類(lèi)型工作類(lèi)型 I II III I II III 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 均勻、無(wú)沖擊均勻、無(wú)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(shí)啟動(dòng)次數(shù)每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù) 25 2550 50 50 起動(dòng)載荷起動(dòng)載荷 小小 較較 大大 大大 KA 1 1.15 1.2 1 1.15 1.2 動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù)Kv ， 當(dāng)當(dāng)V V2 2 3 m/s , 3 m/s , Kv=1=11.1 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

19、平穩(wěn)時(shí)，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí) , ,取取K =1=1 當(dāng)載荷變化時(shí)當(dāng)載荷變化時(shí) , ,取取K =1.1=1.11.3 1.3 ZA,ZI,ZN,ZK蝸桿蝸桿灰鑄鐵及鑄鋁鐵青銅蝸輪的許用接觸應(yīng)力灰鑄鐵及鑄鋁鐵青銅蝸輪的許用接觸應(yīng)力 H H MPa MPa材材 料料 滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度 vs s/(m/s)(m/s)蝸蝸 桿桿 蝸蝸 輪輪 0.25 0.25 0.5 1 2 3 445 其他情況其他情況 HRC45 HRC45 其它其它 滑動(dòng)速度滑動(dòng)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 6 170.12 651 0.18 1012

20、0.18 10120.19 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 0.09 509 2.00 0.035 2 0.045 235 0.055 309 0.07 4vs /(m/s)潘存云教授研制蝸桿加工困難蝸桿加工困難 過(guò)大過(guò)大當(dāng)當(dāng) 28 時(shí)，效率時(shí)，效率增加很少。增加很少。當(dāng)當(dāng) v v 時(shí)，蝸桿具有時(shí)，蝸桿具有自鎖性，但效率自鎖性，但效率很低。很低

21、。50%=（0.950.96）tan(tan(+v v ) )tantan 分析分析上述公式不直觀，工程上常用以下估計(jì)值。閉式傳動(dòng)：閉式傳動(dòng)：z1=1 =0.700.75z1=2 =0.750.82z1=4 =0.870.92z1=1、2 =0.600.70開(kāi)式傳動(dòng)：開(kāi)式傳動(dòng)：0 10 20 30 40 50 20406080100效率效率/(%) 在在=45=45- -/2 /2 處效率曲線有極大值。處效率曲線有極大值。f v v =tan=tanv v =0.12 =0.12對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，宜采用多頭蝸桿對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)，宜采用多頭蝸桿自鎖極限自鎖極限一般取一般取 510 1015 1525 25

22、載荷類(lèi)型載荷類(lèi)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(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 v/cSt（40 ）蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度速度vs/(m/s)給油方法給油方法 油池潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑或或 油池潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑 噴油壓力噴油壓力 MPa 0.7 2 3 表表11-5蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法當(dāng)當(dāng)vs 510 m/s時(shí)，采用油池浸油潤(rùn)滑。為了減少攪油時(shí)，采用油池浸油潤(rùn)滑。為了減少攪油損失，下置式蝸桿不宜浸油過(guò)深，約為損失，下置式蝸桿不

23、宜浸油過(guò)深，約為一個(gè)齒高一個(gè)齒高。當(dāng)當(dāng)vs 1015 m/s時(shí)，采用壓力噴油潤(rùn)滑。時(shí)，采用壓力噴油潤(rùn)滑。當(dāng)當(dāng)v1 4 m/s時(shí)，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)。時(shí)，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)。ra/3 一一個(gè)個(gè)齒齒高高三、三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于蝸桿傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大，若不及時(shí)散熱，會(huì)引起箱體內(nèi)，油溫升高，潤(rùn)滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算由熱平衡條件由熱平衡條件HH1 1= = HH2, 2, 得：得：t0 = ta + d d S S10001000P P1 1(1-(1-) ) 其中其中P P1 1 蝸桿傳遞的功率；蝸桿傳遞的

24、功率；d d表面散熱系數(shù)；一般取表面散熱系數(shù)；一般取d d=8.1517.45 W/(m2 )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(duì)于箱體上的散熱片，其散熱油飛濺到的箱殼面積。對(duì)于箱體上的散熱片，其散熱面積按面積按50%50%計(jì)算。計(jì)算。摩擦損耗產(chǎn)生的熱量摩擦損耗產(chǎn)生的熱量 H H1 1=1000P=1000P1 1(1-(1-) ) 箱璧散發(fā)的熱量箱璧散發(fā)的熱量 H H2 2= =d d S S( (t t0 0- - t ta a ) ) 蝸桿傳遞的效率；蝸桿傳遞的效率；t t0 0工作油溫，一般取工作油溫

25、，一般取60 70 t ta a工作環(huán)境溫度，一般取工作環(huán)境溫度，一般取20 保持工作溫度所需散熱面積保持工作溫度所需散熱面積S S = m2d d ( (t0 - ta) )10001000P P1 1(1-(1-) ) 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制 當(dāng)工作油溫當(dāng)工作油溫 t0 80 或散熱面積不足時(shí)，應(yīng)采取或散熱面積不足時(shí)，應(yīng)采取散熱措施：散熱措施：（1 1）增加散熱面積）增加散熱面積加散熱片；加散熱片；（2 2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)）提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻。加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻。油泵油泵冷冷卻卻器器冷冷卻卻水水潘存云教授研制蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿的結(jié)構(gòu):

26、 通常與軸制成一體通常與軸制成一體z1=1或或2時(shí)：時(shí)：b1 (11+0.06z2)mz1= 4時(shí)時(shí): b1 (12.5+0.09z2)mb1 蝸桿軸蝸桿軸蝸桿長(zhǎng)度蝸桿長(zhǎng)度b1的確定：的確定：12-6 圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圓柱蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)無(wú)退刀槽結(jié)構(gòu)：加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。(2) 有退刀槽：加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制蝸輪齒寬角蝸輪齒寬角 90130 輪圈厚度輪圈厚度 C 1.6m+1.5 mm輪緣寬度輪緣寬度B 0.75da 0.67 da 蝸輪頂圓直徑蝸輪頂圓直徑de2 da2 +2m da2 +1.5m da2 +2m 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)Z11 2 4蝸輪的常用結(jié)構(gòu)蝸輪的常用結(jié)構(gòu)整體式