第11章蝸桿傳動(dòng)

1、 n一、構(gòu)成一、構(gòu)成n二、分類二、分類（1 1）圓柱蝸桿傳動(dòng)）圓柱蝸桿傳動(dòng) 蝸桿是圓柱形的蝸桿是圓柱形的, ,其蝸桿又有幾種型式其蝸桿又有幾種型式. .阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿* *法面直廓蝸桿法面直廓蝸桿 *錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿* *圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)* *（2 2）環(huán)面蝸桿傳動(dòng)）環(huán)面蝸桿傳動(dòng)* *（3 3）錐蝸桿傳動(dòng)）錐蝸桿傳動(dòng)n三、三、特點(diǎn)特點(diǎn)一、構(gòu)成一、構(gòu)成n由蝸桿、蝸輪組成，用于傳遞空間交錯(cuò)軸之間的由蝸桿、蝸輪組成，用于傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。通常用的是交錯(cuò)角為運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。通常用的是交錯(cuò)角為9090度的減速運(yùn)度的減速運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,這

2、時(shí)需以蝸桿為原動(dòng)件這時(shí)需以蝸桿為原動(dòng)件. .二、分類二、分類按蝸桿形狀不同可分為三類按蝸桿形狀不同可分為三類：阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿n其加工方法與普通螺紋相似，應(yīng)使刀刃頂平面通過(guò)其加工方法與普通螺紋相似，應(yīng)使刀刃頂平面通過(guò)蝸桿軸線蝸桿軸線n優(yōu)點(diǎn)：通常在無(wú)須磨削加工的情況下廣泛使用。優(yōu)點(diǎn)：通常在無(wú)須磨削加工的情況下廣泛使用。n缺點(diǎn)：精度不高缺點(diǎn)：精度不高n應(yīng)用：低速輕載或不太重要的傳動(dòng)。應(yīng)用：低速輕載或不太重要的傳動(dòng)。漸開線蝸桿漸開線蝸桿n可用兩把直線刀刃的車刀在車床上加工，兩把刀分別可用兩把直線刀刃的車刀在車床上加工，兩把刀分別切出左右側(cè)螺旋面，或也可用滾刀，并在專用機(jī)床上切出左右側(cè)螺旋面，

3、或也可用滾刀，并在專用機(jī)床上磨削。制造精度較高，利于成批生產(chǎn)，適用于功率較磨削。制造精度較高，利于成批生產(chǎn)，適用于功率較大的高速傳動(dòng)。大的高速傳動(dòng)。 法面直廓蝸桿法面直廓蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng): : 其端面齒廓為凹圓弧其端面齒廓為凹圓弧 （2 2）環(huán)面蝸桿傳動(dòng)）環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（3 3）錐蝸桿傳動(dòng)）錐蝸桿傳動(dòng)三、特點(diǎn)三、特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1 1、傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊；、傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊； 在傳遞動(dòng)力中，單級(jí)蝸桿傳動(dòng)比在傳遞動(dòng)力中，單級(jí)蝸桿傳動(dòng)比 在傳遞運(yùn)動(dòng)中，如某些分度機(jī)構(gòu)和儀表中，單級(jí)在傳遞運(yùn)動(dòng)中，如某些分度機(jī)構(gòu)和儀表中，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)傳動(dòng)比可達(dá)1000

4、1000；2 2、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小；、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音?。? 3、可以實(shí)現(xiàn)自鎖；、可以實(shí)現(xiàn)自鎖； 當(dāng)導(dǎo)程角小于齒面的當(dāng)量摩擦角；當(dāng)導(dǎo)程角小于齒面的當(dāng)量摩擦角；805i缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1、傳動(dòng)效率低、傳動(dòng)效率低 嚙合齒面相對(duì)滑動(dòng)速度較大，磨擦損嚙合齒面相對(duì)滑動(dòng)速度較大，磨擦損失較大，所以不宜用于大功率傳動(dòng)失較大，所以不宜用于大功率傳動(dòng)。2 2、蝸輪常用貴重的減磨材料制造，、蝸輪常用貴重的減磨材料制造， 成本較高成本較高。n一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)1 1、模數(shù)、模數(shù)m m和壓力角和壓力角 中間平面：中間平面：通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面。在

5、中間。在中間平面內(nèi)蝸桿傳動(dòng)的嚙合如同平面內(nèi)蝸桿傳動(dòng)的嚙合如同齒條和齒輪齒條和齒輪的嚙合一的嚙合一樣。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，常取中間平面上的參數(shù)（如樣。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，常取中間平面上的參數(shù)（如模數(shù)和壓力角）和尺寸作為計(jì)算基準(zhǔn)，并沿用齒模數(shù)和壓力角）和尺寸作為計(jì)算基準(zhǔn)，并沿用齒輪傳動(dòng)的計(jì)算關(guān)系。輪傳動(dòng)的計(jì)算關(guān)系。 n正確嚙合條件正確嚙合條件 在中間平面內(nèi)，（模數(shù)和壓力角在中間平面內(nèi)，（模數(shù)和壓力角均取標(biāo)準(zhǔn)值均取標(biāo)準(zhǔn)值） 蝸桿的軸向模數(shù)和蝸輪的端面模數(shù)相等；蝸桿的軸向模數(shù)和蝸輪的端面模數(shù)相等； 蝸桿的軸向壓力角和蝸輪的端面壓力角相等；蝸桿的軸向壓力角和蝸輪的端面壓力角相等； 且蝸桿與蝸輪的螺旋線且蝸桿與蝸輪的

6、螺旋線旋向相等旋向相等。 2121txtxmmm n2 2、蝸桿頭數(shù)、蝸桿頭數(shù)z z1 1、蝸輪齒數(shù)、蝸輪齒數(shù)蝸桿頭數(shù)一般取蝸桿頭數(shù)一般取1 1，2 2，4 4，6 6 當(dāng)要求傳動(dòng)比大或要求自鎖時(shí)，取當(dāng)要求傳動(dòng)比大或要求自鎖時(shí)，取Z Z1 1=1=1； 當(dāng)要求傳動(dòng)比較小或傳遞功率較大時(shí)，為提高傳動(dòng)當(dāng)要求傳動(dòng)比較小或傳遞功率較大時(shí)，為提高傳動(dòng)效率，常取效率，常取2 2，4 4，6 6；蝸輪齒數(shù)一般取蝸輪齒數(shù)一般取 28-8028-80 Z Z2 2過(guò)少，會(huì)使蝸輪產(chǎn)生根切，所以為保證傳動(dòng)的平過(guò)少，會(huì)使蝸輪產(chǎn)生根切，所以為保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，穩(wěn)性， 過(guò)大，將使蝸輪尺寸增大，蝸桿長(zhǎng)度也隨之增加，過(guò)大，將

7、使蝸輪尺寸增大，蝸桿長(zhǎng)度也隨之增加，而剛度下降，影響嚙合精度；而剛度下降，影響嚙合精度；2z12uzz 282 Zn3 3、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比n4 4、蝸桿分度圓直徑、蝸桿分度圓直徑 由于蝸輪輪齒呈圓弧狀包在蝸桿上，因此用于切制蝸輪的由于蝸輪輪齒呈圓弧狀包在蝸桿上，因此用于切制蝸輪的滾刀必須與蝸桿的尺寸、形狀相同。于是只要有一種尺寸滾刀必須與蝸桿的尺寸、形狀相同。于是只要有一種尺寸的蝸桿，就得有一種對(duì)應(yīng)的蝸輪滾刀。對(duì)于同一模數(shù)，可的蝸桿，就得有一種對(duì)應(yīng)的蝸輪滾刀。對(duì)于同一模數(shù)，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對(duì)每一模數(shù)，就要配備很以有很多不同直徑的蝸桿，因而對(duì)每一模數(shù)，就要配備很多把蝸輪滾刀，顯然很

8、經(jīng)濟(jì)。為限制蝸輪滾刀的數(shù)目并便多把蝸輪滾刀，顯然很經(jīng)濟(jì)。為限制蝸輪滾刀的數(shù)目并便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，因此對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，因此對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了1 14 4個(gè)蝸桿個(gè)蝸桿分度圓直徑。所以蝸桿分度圓直徑是分度圓直徑。所以蝸桿分度圓直徑是標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值。 n5 5、蝸桿直徑系數(shù)、蝸桿直徑系數(shù)它是導(dǎo)出值它是導(dǎo)出值。當(dāng)模數(shù)一定時(shí)，當(dāng)模數(shù)一定時(shí)，q q值增大則蝸桿直徑增大，蝸桿的剛度提高。值增大則蝸桿直徑增大，蝸桿的剛度提高。因此對(duì)于小模數(shù)的蝸桿，規(guī)定較大因此對(duì)于小模數(shù)的蝸桿，規(guī)定較大q q值，以使蝸桿有足夠的剛值，以使蝸桿有足夠的剛度度 。1dmdq112122121ddzznni 6 6

9、、蝸桿導(dǎo)程角、蝸桿導(dǎo)程角 （螺旋線升角）（螺旋線升角）qztg1 升角小時(shí)傳動(dòng)效率低，但可實(shí)現(xiàn)自鎖；升角小時(shí)傳動(dòng)效率低，但可實(shí)現(xiàn)自鎖；升角大時(shí)傳動(dòng)效率高，但蝸桿的車削加工較困難；升角大時(shí)傳動(dòng)效率高，但蝸桿的車削加工較困難；蝸桿螺旋面與分度圓柱面的交線為螺旋線蝸桿螺旋面與分度圓柱面的交線為螺旋線n7 7、蝸輪螺旋角、蝸輪螺旋角 正確嚙合時(shí)正確嚙合時(shí)蝸桿與蝸輪的螺旋線蝸桿與蝸輪的螺旋線旋向相等。旋向相等。一般取一般取右旋。右旋。n8 8、中心距、中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距二、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算a 22221zqmdda 21 n一、齒面相對(duì)滑動(dòng)速度一、齒面相對(duì)滑動(dòng)速度

10、n二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式n三、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則三、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則n四、材料選擇四、材料選擇n五、結(jié)構(gòu)五、結(jié)構(gòu)一、齒面相對(duì)滑動(dòng)速度一、齒面相對(duì)滑動(dòng)速度 軸交角為軸交角為900的蝸桿傳動(dòng)中，在輪齒節(jié)點(diǎn)的蝸桿傳動(dòng)中，在輪齒節(jié)點(diǎn)P處，蝸桿處，蝸桿的圓周速度和蝸輪的圓周速度也成的圓周速度和蝸輪的圓周速度也成900，所以在嚙合，所以在嚙合傳動(dòng)中，齒面有較大的傳動(dòng)中，齒面有較大的 cos12221vvvvs 相對(duì)滑動(dòng)速度（相對(duì)滑動(dòng)速度（產(chǎn)生熱量，使?jié)櫥a(chǎn)生熱量，使?jié)櫥蜏囟壬叨呄?，?rùn)滑條件變差，油溫度升高而邊稀，潤(rùn)滑條件變差，傳動(dòng)效率降低）傳動(dòng)效率降低）對(duì)齒面的潤(rùn)滑情況、對(duì)齒

11、面的潤(rùn)滑情況、齒面的失效形式、發(fā)熱等都有很齒面的失效形式、發(fā)熱等都有很大的影響。大的影響。n二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式 由于材料和結(jié)構(gòu)的原因，蝸桿輪齒的強(qiáng)度高于蝸由于材料和結(jié)構(gòu)的原因，蝸桿輪齒的強(qiáng)度高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，所以輪輪齒的強(qiáng)度，所以失效總是先發(fā)生在蝸輪上。失效總是先發(fā)生在蝸輪上。 由于蝸桿和蝸輪齒廓間較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，發(fā)熱由于蝸桿和蝸輪齒廓間較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，發(fā)熱量大而效率降低。因而傳動(dòng)的主要失效形式為量大而效率降低。因而傳動(dòng)的主要失效形式為膠合膠合、磨損和齒面點(diǎn)蝕、磨損和齒面點(diǎn)蝕等。等。1 1、閉式蝸桿傳動(dòng)、閉式蝸桿傳動(dòng)（或潤(rùn)滑條件差及散熱不良）（或潤(rùn)滑條件差及

12、散熱不良） 易發(fā)生點(diǎn)蝕或膠合；易發(fā)生點(diǎn)蝕或膠合；2 2、開式傳動(dòng)、開式傳動(dòng) 因潤(rùn)滑油不清潔閉式傳動(dòng)中，易發(fā)生磨損因潤(rùn)滑油不清潔閉式傳動(dòng)中，易發(fā)生磨損。 三、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則三、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則n1 1、閉式蝸桿傳動(dòng)、閉式蝸桿傳動(dòng) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。如載按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。如載荷平穩(wěn)、無(wú)沖擊，可以只按齒面接觸疲勞強(qiáng)度，不必校核。并熱荷平穩(wěn)、無(wú)沖擊，可以只按齒面接觸疲勞強(qiáng)度，不必校核。并熱平衡計(jì)算（因摩擦嚴(yán)重，發(fā)熱大，以免發(fā)生膠合失效平衡計(jì)算（因摩擦嚴(yán)重，發(fā)熱大，以免發(fā)生膠合失效） n2 2、開式傳動(dòng)、開式傳動(dòng) 或傳動(dòng)時(shí)載荷變動(dòng)較大，或

13、蝸輪齒數(shù)大于或傳動(dòng)時(shí)載荷變動(dòng)較大，或蝸輪齒數(shù)大于9090，僅按齒根彎曲，僅按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。n四、材料選擇四、材料選擇要求要求 不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有良好的減磨性、耐磨性和抗膠合性能。不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有良好的減磨性、耐磨性和抗膠合性能。1 1、蝸桿材料、蝸桿材料 優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼碳素鋼或合金鋼，經(jīng)淬火或滲碳淬火，并應(yīng)磨削。，經(jīng)淬火或滲碳淬火，并應(yīng)磨削。高速重載：高速重載：15Cr 20Cr15Cr 20Cr，滲碳淬火和磨削；，滲碳淬火和磨削；404045HRC45HRC速度不高載荷不大：速度不高載荷不大：4040、4545鋼調(diào)質(zhì)處理，鋼調(diào)質(zhì)處理，22022

14、0250HBS250HBS2 2、蝸輪材料、蝸輪材料 青銅或鑄鐵青銅或鑄鐵錫青銅：耐磨及抗膠合性能好，但價(jià)格昂貴，用于相對(duì)滑動(dòng)速度錫青銅：耐磨及抗膠合性能好，但價(jià)格昂貴，用于相對(duì)滑動(dòng)速度高；高；鋁鐵青銅：機(jī)械性能好，但抗膠合性略差，用于相對(duì)滑動(dòng)速度較鋁鐵青銅：機(jī)械性能好，但抗膠合性略差，用于相對(duì)滑動(dòng)速度較低；低；灰鑄鐵：只用于灰鑄鐵：只用于 的傳動(dòng)的傳動(dòng)smvs/2 n五、結(jié)構(gòu)五、結(jié)構(gòu) 1、蝸輪、蝸輪 整體式整體式 主要用于直徑較小的青銅或鑄鐵蝸輪主要用于直徑較小的青銅或鑄鐵蝸輪 組合式組合式 齒圈式齒圈式 螺栓聯(lián)接式螺栓聯(lián)接式 拼鑄式拼鑄式 2、蝸桿、蝸桿 n一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析一、蝸桿傳

15、動(dòng)的受力分析例題例題n二、蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算n三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算n四、蝸輪材料的許用應(yīng)力四、蝸輪材料的許用應(yīng)力 蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒輪相似。如圖下置式傳動(dòng)，蝸桿為蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒輪相似。如圖下置式傳動(dòng)，蝸桿為主動(dòng)件，右旋。假定：主動(dòng)件，右旋。假定： （1 1）蝸輪輪齒和蝸桿螺旋面之間的相互作用力集中于節(jié)點(diǎn)）蝸輪輪齒和蝸桿螺旋面之間的相互作用力集中于節(jié)點(diǎn)P P ，并按單齒對(duì)嚙合考慮；并按單齒對(duì)嚙合考慮； （2 2）暫不考慮嚙合齒面間的摩擦力。）暫不考慮嚙合齒面間的摩擦力。作用于蝸桿上的軸向力作用于

16、蝸桿上的軸向力= =蝸輪上的圓周力蝸輪上的圓周力 作用于蝸桿上的圓周力作用于蝸桿上的圓周力= =蝸輪上的軸向力蝸輪上的軸向力 作用于蝸桿上的徑向力作用于蝸桿上的徑向力= =蝸輪上的徑向力蝸輪上的徑向力21taFF 21atFF 21rrFF 一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析n力的大小力的大小21112atFdTF 12222atFdTF 122rtrFtgFF iTT 12方向判斷方向判斷n蝸輪（或蝸桿）的轉(zhuǎn)向：蝸輪（或蝸桿）的轉(zhuǎn)向： 對(duì)于右（左）旋蝸桿用右（左）手定則：用四指彎曲表示蝸對(duì)于右（左）旋蝸桿用右（左）手定則：用四指彎曲表示蝸桿的回轉(zhuǎn)方向，大拇指伸直代表蝸桿軸向力，則桿

17、的回轉(zhuǎn)方向，大拇指伸直代表蝸桿軸向力，則蝸輪嚙合點(diǎn)蝸輪嚙合點(diǎn)的線速度方向與大拇指所指示的方向相反的線速度方向與大拇指所指示的方向相反，根據(jù)嚙合點(diǎn)的線，根據(jù)嚙合點(diǎn)的線速度方向即可確定蝸輪轉(zhuǎn)向。速度方向即可確定蝸輪轉(zhuǎn)向。n軸向力方向：軸向力方向： 蝸桿的軸向力由左右手法則定；蝸桿的軸向力由左右手法則定； 蝸輪的軸向力與蝸桿的圓周力方向相反；蝸輪的軸向力與蝸桿的圓周力方向相反；n圓周力方向圓周力方向 主動(dòng)蝸桿的圓周力與轉(zhuǎn)向相反主動(dòng)蝸桿的圓周力與轉(zhuǎn)向相反 蝸輪的圓周力與轉(zhuǎn)向相同；蝸輪的圓周力與轉(zhuǎn)向相同；n徑向力徑向力 兩徑向力都由力的作用點(diǎn)指向各自軸線。兩徑向力都由力的作用點(diǎn)指向各自軸線。例題例題 蝸

18、桿的失效多發(fā)生在蝸輪上，所以進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)蝸桿的失效多發(fā)生在蝸輪上，所以進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，只需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度校核。算時(shí)，只需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度校核。 在中間平面，其嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合，因此在中間平面，其嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合，因此蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度可以參照斜齒輪的計(jì)算方法。將節(jié)蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度可以參照斜齒輪的計(jì)算方法。將節(jié)點(diǎn)處的嚙合參數(shù)代入赫茲公式，可得齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校點(diǎn)處的嚙合參數(shù)代入赫茲公式，可得齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式核公式. . 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式 設(shè)計(jì)計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式 HHzdmKT 22

19、122520 22212520 HZKTdm 二、蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算式中：式中：d d1 1：蝸桿分度圓直徑；：蝸桿分度圓直徑； K K ：載荷系數(shù)；：載荷系數(shù)； ：蝸輪齒面的許用接觸：蝸輪齒面的許用接觸應(yīng)力；應(yīng)力；4 . 11 KH三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算n通常按斜齒輪計(jì)算方法作近似計(jì)算。但蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度通常按斜齒輪計(jì)算方法作近似計(jì)算。但蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度高于斜齒輪輪齒。高于斜齒輪輪齒。n蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式校核公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式 在閉式蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪

20、輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度所限定的承載能力，大多超過(guò)在閉式蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度所限定的承載能力，大多超過(guò)由齒面接觸疲勞強(qiáng)度和熱平衡計(jì)算所限定的承載能力，故不必進(jìn)行彎曲疲勞由齒面接觸疲勞強(qiáng)度和熱平衡計(jì)算所限定的承載能力，故不必進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。只有在開式傳動(dòng)中，或在經(jīng)受強(qiáng)烈沖擊的傳動(dòng)中，或當(dāng)蝸輪采用強(qiáng)度計(jì)算。只有在開式傳動(dòng)中，或在經(jīng)受強(qiáng)烈沖擊的傳動(dòng)中，或當(dāng)蝸輪采用脆性材料是，才需進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。脆性材料是，才需進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 FFFYmddKT 2212cos2 22212cos2FFYzKTdm 四、蝸輪材料的許用應(yīng)力四、蝸輪材料的許用應(yīng)力n1 1、蝸輪材料的許

21、用接觸應(yīng)力、蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力由材料的抗失效能力決定。由材料的抗失效能力決定。 錫青銅：其失效形式主要為疲勞點(diǎn)蝕，許用應(yīng)力的大小與錫青銅：其失效形式主要為疲勞點(diǎn)蝕，許用應(yīng)力的大小與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)： 鑄鋁鐵青銅或鑄鐵：其失效形式主要為膠合，表鑄鋁鐵青銅或鑄鐵：其失效形式主要為膠合，表11.711.7n 2 2、 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力蝸輪的許用彎曲應(yīng)力 表表11.811.8 HNHHK / FNFFK / 一、蝸桿傳動(dòng)的效率一、蝸桿傳動(dòng)的效率 齒輪傳動(dòng)中的功率損失，主要包括嚙合中的摩擦損失齒輪傳動(dòng)中的功率損失，主要包括嚙合中的摩擦損失、軸承中的摩擦損失和攪動(dòng)潤(rùn)滑油的功率損失。

22、、軸承中的摩擦損失和攪動(dòng)潤(rùn)滑油的功率損失。n總效率包括三部分：總效率包括三部分： 輪齒嚙合的效率輪齒嚙合的效率 軸承效率軸承效率 攪油效率攪油效率n所以總的效率為所以總的效率為1 2 3 321 vtgtg 97. 095. 0 vtgtg 1 v v影響因素：影響因素：v1 1、 ：v取決于蝸桿蝸輪的材料，潤(rùn)滑油種類，表面硬度和取決于蝸桿蝸輪的材料，潤(rùn)滑油種類，表面硬度和相對(duì)滑動(dòng)速度；隨著相對(duì)滑動(dòng)速度的升高，易于形相對(duì)滑動(dòng)速度；隨著相對(duì)滑動(dòng)速度的升高，易于形成油膜，從而使摩擦系數(shù)降低，成油膜，從而使摩擦系數(shù)降低，v2 2、導(dǎo)程角：、導(dǎo)程角：v ： 隨著導(dǎo)程角的增大而升高，所以在隨著導(dǎo)程角的增

23、大而升高，所以在傳遞動(dòng)力中多采用多頭蝸桿。但導(dǎo)程角過(guò)大會(huì)增加制傳遞動(dòng)力中多采用多頭蝸桿。但導(dǎo)程角過(guò)大會(huì)增加制造困難，并且當(dāng)造困難，并且當(dāng) ，自鎖但效率低，自鎖但效率低 。 v 1 27 v 5 . 0 vtgtg 97. 095. 0n1 1、潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法、潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法閉式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)，一般根據(jù)，一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型進(jìn)行進(jìn)行 選擇；選擇；開式傳動(dòng)開式傳動(dòng)：則采用粘度較高的齒輪油或潤(rùn)滑脂：則采用粘度較高的齒輪油或潤(rùn)滑脂n2 2、蝸桿布置和潤(rùn)滑方式、蝸桿布置和潤(rùn)滑方式油池潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑 （下置式）（下置式）浸油深度為蝸桿的一個(gè)齒高，且油面不超過(guò)浸油深度

24、為蝸桿的一個(gè)齒高，且油面不超過(guò)蝸桿滾動(dòng)軸承最下方滾動(dòng)體中心。蝸桿滾動(dòng)軸承最下方滾動(dòng)體中心。 （上置式）（上置式）浸油深度約為蝸輪外徑的浸油深度約為蝸輪外徑的1/31/3壓力噴油潤(rùn)滑壓力噴油潤(rùn)滑 速度大于速度大于10m/s10m/s，油噴在嚙合區(qū)，增強(qiáng)冷卻效果。，油噴在嚙合區(qū)，增強(qiáng)冷卻效果。二、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑二、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑n1 1、發(fā)熱量（消耗于摩擦而變?yōu)闊崃浚?、發(fā)熱量（消耗于摩擦而變?yōu)闊崃浚﹏2 2、散熱量（經(jīng)箱體散發(fā)）、散熱量（經(jīng)箱體散發(fā)）n3 3、熱平衡條件、熱平衡條件：若蝸桿傳動(dòng)在單位時(shí)間內(nèi)損耗的功率全部轉(zhuǎn)化為熱若蝸桿傳動(dòng)在單位時(shí)間內(nèi)損耗的功率全部轉(zhuǎn)化為熱量，并由箱體表面散發(fā)出去而達(dá)

25、到平衡，則熱平衡量，并由箱體表面散發(fā)出去而達(dá)到平衡，則熱平衡條件：條件： 1000111 PQ 012ttAKQS 21QQ 三、熱平衡計(jì)算三、熱平衡計(jì)算4 4、工作溫度、工作溫度5 5、措施、措施 1 1）在油箱外殼增加散熱片，以增大出熱面積；）在油箱外殼增加散熱片，以增大出熱面積； 2 2）在蝸桿軸上裝風(fēng)扇；）在蝸桿軸上裝風(fēng)扇； 3 3）在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻水管；）在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻水管； 4 4）對(duì)于大功率蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤(rùn)滑；）對(duì)于大功率蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤(rùn)滑； tAKPttS 11000101n例例11.2 11.2 如圖為一普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。已知：如圖為

26、一普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。已知：m=6mmm=6mm，q=9q=9，Z Z1 1=2=2，Z Z2 2=60=60。蝸桿輸入功率。蝸桿輸入功率P P1 1=5.5KW=5.5KW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n1 1=2920r/min=2920r/min。 試求：試求：1 1）蝸桿和蝸輪上各力的大小和方向；）蝸桿和蝸輪上各力的大小和方向； 2 2）蝸輪的旋向和轉(zhuǎn)向；）蝸輪的旋向和轉(zhuǎn)向； 3 3）傳動(dòng)的嚙合效率和總效率；）傳動(dòng)的嚙合效率和總效率； 11.6 11.6 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度 等級(jí)選擇及其安裝和維護(hù)等級(jí)選擇及其安裝和維護(hù)n一、精度等級(jí)及其選擇一、精度等級(jí)及其選擇1 1、精度等級(jí)

27、、精度等級(jí)2 2、安裝精度、安裝精度一、精度等級(jí)及其選擇一、精度等級(jí)及其選擇n1 1、精度等級(jí)、精度等級(jí)nGB10089-88GB10089-88對(duì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)對(duì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)1 1個(gè)精度個(gè)精度等級(jí)：等級(jí)：1 1級(jí)精度最高，其余等級(jí)依次降低，級(jí)精度最高，其余等級(jí)依次降低，1212級(jí)級(jí)為最低。一般為最低。一般6 69 9級(jí)精度應(yīng)用最多。級(jí)精度應(yīng)用最多。6 6級(jí)精度級(jí)精度：用于中等精度機(jī)床的分度機(jī)構(gòu)中，允許：用于中等精度機(jī)床的分度機(jī)構(gòu)中，允許的蝸輪圓周速度的蝸輪圓周速度 ；7 7級(jí)精度級(jí)精度：用于中等精度的運(yùn)輸機(jī)或高速傳遞動(dòng)力：用于中等精度的運(yùn)輸機(jī)或高速傳遞動(dòng)力場(chǎng)合，允許的蝸輪圓周速度場(chǎng)合，

28、允許的蝸輪圓周速度 ；8 8級(jí)精度級(jí)精度：用于一般的動(dòng)力傳動(dòng)中，允許的蝸輪圓：用于一般的動(dòng)力傳動(dòng)中，允許的蝸輪圓周速度周速度 ；9 9級(jí)精度級(jí)精度：用于不重要的低速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)：用于不重要的低速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)。smv/5 smv/5 . 7 smv/3 2 2、安裝精度、安裝精度 蝸桿傳動(dòng)的安裝精度要求很高。根據(jù)其嚙合蝸桿傳動(dòng)的安裝精度要求很高。根據(jù)其嚙合特點(diǎn)，應(yīng)使特點(diǎn)，應(yīng)使蝸輪的中間平面通過(guò)蝸桿的軸線蝸輪的中間平面通過(guò)蝸桿的軸線。因。因此蝸輪的軸向安裝定位要求很準(zhǔn)，裝配時(shí)必須調(diào)此蝸輪的軸向安裝定位要求很準(zhǔn)，裝配時(shí)必須調(diào)整蝸輪的軸向位置。方法：整蝸輪的軸向位置。方法：（1 1）可采用

29、墊片組調(diào)整蝸輪的軸向位置及軸承的間）可采用墊片組調(diào)整蝸輪的軸向位置及軸承的間隙；隙；（2 2）利用蝸輪與軸承之間的套筒作較大距離的調(diào)整）利用蝸輪與軸承之間的套筒作較大距離的調(diào)整，調(diào)整時(shí)可改變套筒的長(zhǎng)度。，調(diào)整時(shí)可改變套筒的長(zhǎng)度。 或著兩種方法聯(lián)合使用?；蛑鴥煞N方法聯(lián)合使用。11.7 11.7 常用各類齒輪傳動(dòng)的選擇常用各類齒輪傳動(dòng)的選擇n一、各類齒輪傳動(dòng)性能的比較一、各類齒輪傳動(dòng)性能的比較 表表11.1111.11n二、傳動(dòng)類型的選擇二、傳動(dòng)類型的選擇二、傳動(dòng)類型的選擇二、傳動(dòng)類型的選擇 1 1、傳遞大功率時(shí)，一般均采用圓柱齒輪。、傳遞大功率時(shí)，一般均采用圓柱齒輪。v2 2、在聯(lián)合使用圓柱、圓

30、錐齒輪時(shí)，應(yīng)將圓錐齒輪放在高速級(jí)，、在聯(lián)合使用圓柱、圓錐齒輪時(shí)，應(yīng)將圓錐齒輪放在高速級(jí)，這樣可使圓錐齒輪上所受的載荷相對(duì)減小，從而減小圓錐齒輪的這樣可使圓錐齒輪上所受的載荷相對(duì)減小，從而減小圓錐齒輪的尺寸。尺寸。v3 3、圓柱齒輪與斜齒輪相比，一般斜齒輪的強(qiáng)度比直齒輪高，且、圓柱齒輪與斜齒輪相比，一般斜齒輪的強(qiáng)度比直齒輪高，且傳動(dòng)平穩(wěn)，所以斜齒輪適用于高速傳動(dòng)場(chǎng)合。傳動(dòng)平穩(wěn)，所以斜齒輪適用于高速傳動(dòng)場(chǎng)合。 4 4、直齒圓錐齒輪僅適用于、直齒圓錐齒輪僅適用于 的場(chǎng)合，高速時(shí)可采用曲面的場(chǎng)合，高速時(shí)可采用曲面齒。齒。 5 5、蝸桿減速器：當(dāng)蝸桿圓周速度、蝸桿減速器：當(dāng)蝸桿圓周速度 ，采用蝸桿下置式

31、，采用蝸桿下置式 當(dāng)蝸桿圓周速度當(dāng)蝸桿圓周速度 ，采用蝸桿上置式；，采用蝸桿上置式； 6 6、在聯(lián)合使用齒輪、蝸桿傳動(dòng)時(shí)，有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸、在聯(lián)合使用齒輪、蝸桿傳動(dòng)時(shí)，有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種結(jié)構(gòu)。前者結(jié)構(gòu)緊湊，后者傳動(dòng)效率較高桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種結(jié)構(gòu)。前者結(jié)構(gòu)緊湊，后者傳動(dòng)效率較高smv/5 smv/4 smv/4 Z3Z1Z2Z4n1O31 1、如圖已知蝸桿輸入功率、如圖已知蝸桿輸入功率P=8KW , P=8KW , 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 , , , , ，傳動(dòng)比，傳動(dòng)比 ， 。試求：。試求：（1 1）為使軸）為使軸上的軸承所受軸向力最小，上的軸承所受軸向力最小， 蝸桿應(yīng)為蝸桿應(yīng)為 旋，旋， 蝸輪應(yīng)為蝸輪應(yīng)為 旋；旋； （2 2）在圖上標(biāo)出蝸輪的回轉(zhuǎn)方向；）在圖上標(biāo)出蝸輪的回轉(zhuǎn)方向； （3 3）計(jì)算蝸輪上所受三個(gè)分力的大?。┯?jì)算蝸輪上所受三個(gè)分力的大小。 mmd903 min/14402rn mmd4004 20 i8 . 0 1aF2aF3aF右旋右旋4tF右右右右n