第八章-蝸桿傳動(dòng)課件

§8.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)§8.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算§8.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算§8.4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)§8.5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§8.6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡§8.7普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)第八章蝸桿傳動(dòng)1/4/20231§8.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)第八章蝸桿傳動(dòng)12/28-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

阿基米德蝸桿漸開線蝸桿法向直廓蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)其蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的車刀切制而成的。其蝸桿體在軸向的外形是以凹弧面為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，這種蝸桿同時(shí)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)；齒面利于潤滑油膜形成，傳動(dòng)效率較高；一、蝸桿傳動(dòng)的類型同時(shí)嚙合齒數(shù)多，重合度大；傳動(dòng)比范圍大(10~360)；承載能力和效率較高；可節(jié)約有色金屬。1/4/202328-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)阿基米德蝸桿漸開線蝸桿圓8-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1、蝸桿傳動(dòng)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大。2、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。3、可制成具有自鎖性的蝸桿。1、蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率較低。2、蝸輪的造價(jià)較高。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：1/4/202338-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1、蝸桿傳8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

垂直于蝸輪軸線且通過蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的嚙合就相當(dāng)于漸開線齒條與齒輪的嚙合。在蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，均以中間平面上的基本參數(shù)和幾何尺寸為基準(zhǔn)。1/4/202348-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算垂8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動(dòng)比i較少的蝸桿頭數(shù)（如：?jiǎn)晤^蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但傳動(dòng)效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動(dòng)效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時(shí)不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動(dòng)比，即z2=iz1。z2不宜太小（如z2＜26)，否則將使傳動(dòng)平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。傳動(dòng)比i1/4/202358-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的主8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

2.模數(shù)m和壓力角a蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即ma1=mt2=m

aa1=at2=20°3.導(dǎo)程角在m和d1為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，z1↑→↑正確嚙合時(shí)，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且

＝b1/4/202368-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算2.模數(shù)m和壓力8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

4.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q

由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對(duì)加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)。當(dāng)模數(shù)m一定時(shí)，q值增大則蝸桿直徑d1增大，蝸桿的剛度提高。因此，對(duì)于小模數(shù)蝸桿，規(guī)定了較大的q值，以保證蝸桿有足夠的剛度。

5.中心距1/4/202378-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算4.蝸桿分度圓直8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

三、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒根高齒頂高分度圓直徑蝸輪蝸桿計(jì)算公式符號(hào)名稱1/4/202388-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的幾8-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式1.齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度v；蝸桿傳動(dòng)的主要問題是摩擦磨損嚴(yán)重，這是設(shè)計(jì)中要解決的主要問題。蝸輪磨損、系統(tǒng)過熱、蝸桿剛度不足是主要的失效形式。2.齒輪的失效形式；1/4/202398-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動(dòng)的失效形8-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

二、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則1、對(duì)于閉式蝸輪傳動(dòng)，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計(jì)，并校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。2、對(duì)于開式蝸輪傳動(dòng)，或傳動(dòng)時(shí)載荷變動(dòng)較大，或蝸輪齒數(shù)z2大于90時(shí)，通常只須按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、由于蝸桿傳動(dòng)時(shí)摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱大、效率低，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)還必須作熱平衡計(jì)算，以免發(fā)生膠合失效。1/4/2023108-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則二、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

一、蝸桿傳動(dòng)的材料為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬火。低速中輕載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)。蝸輪常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。1/4/2023118-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動(dòng)的材料為了減摩，二、蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個(gè)整體。當(dāng)蝸桿螺旋部分的直徑較大時(shí)，可以將軸與蝸桿分開制作。無退刀槽，加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。有退刀槽，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

1/4/202312二、蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿螺旋部分的直徑不大2.蝸輪的結(jié)構(gòu)為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了節(jié)省銅材，當(dāng)蝸輪直徑較大時(shí)，采用組合式蝸輪結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或碳素鋼。常用蝸輪的結(jié)構(gòu)形式如下：8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

1/4/2023132.蝸輪的結(jié)構(gòu)為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。在不計(jì)摩擦力時(shí)，有以下關(guān)系：轉(zhuǎn)向關(guān)系判別方法1/4/2023148-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿二、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為

：適用于鋼制蝸桿對(duì)青銅或鑄鐵蝸輪渦輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

1/4/202315二、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式為：設(shè)計(jì)公式為：8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

1/4/202316三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的效率h1——計(jì)及嚙合摩擦損耗的效率；H2——計(jì)及軸承摩擦損耗的效率；H3——計(jì)及濺油損耗的效率；h1是對(duì)總效率影響最大的因素，可由下式確定：所以Z1↑→γ↑→η↑效率與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：閉式傳動(dòng)Z1

１２４總效率η0.7~0.750.75~0.820.82~0.92式中：l——蝸桿的導(dǎo)程角；v——當(dāng)量摩擦角。1/4/2023178-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的效二、蝸桿傳動(dòng)的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法與齒輪傳動(dòng)的潤滑相近。1、潤滑油2、潤滑油粘度及給油方式3、潤滑油量潤滑油的種類很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對(duì)材料和運(yùn)轉(zhuǎn)條件選用。一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型進(jìn)行選擇。給油方法包括：油池潤滑、噴油潤滑等，若采用噴油潤滑，噴油嘴要對(duì)準(zhǔn)蝸桿嚙入端，而且要控制一定的油壓。潤滑油量的選擇既要考慮充分的潤滑，又不致產(chǎn)生過大的攪油損耗。對(duì)于下置蝸桿或側(cè)置蝸桿傳動(dòng)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高；當(dāng)蝸桿上置時(shí)，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

1/4/202318二、蝸桿傳動(dòng)的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于傳動(dòng)效率較低，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的蝸桿傳動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生較大的熱量。如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散去，則系統(tǒng)的熱平衡溫度將過高，就會(huì)破壞潤滑狀態(tài)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。系統(tǒng)因摩擦功耗產(chǎn)生的熱量為：自然冷卻從箱壁散去的熱量為：Ks——箱體表面的散熱系數(shù)，可取Ks

＝(8.15~17.45)W/(m2?℃)；A

——箱體的可散熱面積(m2)；t1——潤滑油的工作溫度(℃)；t0——環(huán)境溫度(℃)。在熱平衡條件下可得：可用于系統(tǒng)熱平衡驗(yàn)算，一般t1≤70~90℃可用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

1/4/202319三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于傳動(dòng)效率較低，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)一、蝸桿傳動(dòng)的精度選擇GB10089－88對(duì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)規(guī)定了1~12個(gè)精度等級(jí)1級(jí)精度最高，其余等級(jí)依次降低，12級(jí)為最低，6~9級(jí)精度應(yīng)用最多6級(jí)精度傳動(dòng)一般用于中等精度的機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，圓周速度v2≥5m/s7級(jí)精度用于中等精度的運(yùn)輸機(jī)或高速傳遞動(dòng)力場(chǎng)合,速度v2≥7.5m/s8級(jí)精度一般用于一般的動(dòng)力傳動(dòng)中，圓周速度v2≥3m/s9級(jí)精度一般用于不重要的低速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)二、蝸桿傳動(dòng)安裝蝸桿傳動(dòng)安裝要求精度高。應(yīng)使蝸輪的中間平面通過蝸桿的軸線。如右圖所示。為保證傳動(dòng)的正確嚙合，工作時(shí)蝸輪的中間平面不允許有軸向移動(dòng)，因此蝸輪軸支撐應(yīng)采用兩端固定的方式。蝸桿傳動(dòng)的維護(hù)很重要，又注意周圍的通風(fēng)散熱情況。1/4/2023208-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)一、蝸桿傳動(dòng)的精例題8.1設(shè)計(jì)一運(yùn)輸機(jī)的閉式蝸桿傳動(dòng)。蝸桿輸入功率，蝸桿的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，載荷平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，，通風(fēng)良好。預(yù)期使用壽命15000h，估計(jì)散熱面積解：（1）選擇材料并確定許用應(yīng)力蝸桿：由于功率不大，采用45鋼表面淬火，硬度>45HRC。蝸輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能好的鑄錫青銅，ZcuSn10P1，砂模鑄造。查表8.6，蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力為查表8.8，蝸輪材料的基本許用彎曲應(yīng)力為8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202321例題8.1設(shè)計(jì)一運(yùn)輸機(jī)的閉式蝸桿傳動(dòng)。蝸桿輸入功率計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N（蝸輪轉(zhuǎn)速）計(jì)算壽命系數(shù)計(jì)算許用應(yīng)力：8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202322計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N（蝸輪轉(zhuǎn)速）計(jì)算壽命系數(shù)計(jì)算許用應(yīng)力：（2）確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)由表8.1，根據(jù)傳動(dòng)比i值取（3）計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩?。?）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算取載荷系數(shù)由式（8.10）得8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202323（2）確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)由表8.1，根據(jù)傳動(dòng)比i值?。?查表8.2，按選取得m=8，q=10

查表8.5，得由式（8.8）得齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202324查表8.2，按選取得m=8，q=10查表8.5，得由式（（5）驗(yàn)算傳動(dòng)效率蝸桿分度圓速度為查表8.9得與原估計(jì)相近。8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202325（5）驗(yàn)算傳動(dòng)效率蝸桿分度圓速度為查表8.9得與原估計(jì)（6）熱平衡計(jì)算

取室溫取散熱系數(shù)

符合要求。（7）中心距a及各部分尺寸各部分尺寸計(jì)算略。8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202326（6）熱平衡計(jì)算取室溫取散熱系數(shù)符合要求。（7）中心距（8）精度選擇由v2選擇精度等級(jí)。精度等級(jí)選擇參考GB10089－88。故選8級(jí)精度。（9）繪制蝸桿、蝸輪零件工作圖8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)1/4/202327（8）精度選擇由v2選擇精度等級(jí)。精度等級(jí)選擇參考GB100§8.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)§8.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算§8.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算§8.4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)§8.5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§8.6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡§8.7普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)第八章蝸桿傳動(dòng)1/4/202328§8.1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)第八章蝸桿傳動(dòng)12/28-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

阿基米德蝸桿漸開線蝸桿法向直廓蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)其蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的車刀切制而成的。其蝸桿體在軸向的外形是以凹弧面為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，這種蝸桿同時(shí)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)；齒面利于潤滑油膜形成，傳動(dòng)效率較高；一、蝸桿傳動(dòng)的類型同時(shí)嚙合齒數(shù)多，重合度大；傳動(dòng)比范圍大(10~360)；承載能力和效率較高；可節(jié)約有色金屬。1/4/2023298-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)阿基米德蝸桿漸開線蝸桿圓8-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1、蝸桿傳動(dòng)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大。2、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。3、可制成具有自鎖性的蝸桿。1、蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率較低。2、蝸輪的造價(jià)較高。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：1/4/2023308-1蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)二、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1、蝸桿傳8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

垂直于蝸輪軸線且通過蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的嚙合就相當(dāng)于漸開線齒條與齒輪的嚙合。在蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，均以中間平面上的基本參數(shù)和幾何尺寸為基準(zhǔn)。1/4/2023318-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算垂8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇1.蝸桿的頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動(dòng)比i較少的蝸桿頭數(shù)（如：?jiǎn)晤^蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但傳動(dòng)效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動(dòng)效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時(shí)不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動(dòng)比，即z2=iz1。z2不宜太?。ㄈ鐉2＜26)，否則將使傳動(dòng)平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。傳動(dòng)比i1/4/2023328-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的主8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

2.模數(shù)m和壓力角a蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即ma1=mt2=m

aa1=at2=20°3.導(dǎo)程角在m和d1為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，z1↑→↑正確嚙合時(shí)，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且

＝b1/4/2023338-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算2.模數(shù)m和壓力8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

4.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q

由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對(duì)加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)。當(dāng)模數(shù)m一定時(shí)，q值增大則蝸桿直徑d1增大，蝸桿的剛度提高。因此，對(duì)于小模數(shù)蝸桿，規(guī)定了較大的q值，以保證蝸桿有足夠的剛度。

5.中心距1/4/2023348-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算4.蝸桿分度圓直8-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

三、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距徑向間隙蝸輪螺旋角蝸桿導(dǎo)程角齒根圓直徑齒頂圓直徑齒根高齒頂高分度圓直徑蝸輪蝸桿計(jì)算公式符號(hào)名稱1/4/2023358-2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的幾8-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式1.齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度v；蝸桿傳動(dòng)的主要問題是摩擦磨損嚴(yán)重，這是設(shè)計(jì)中要解決的主要問題。蝸輪磨損、系統(tǒng)過熱、蝸桿剛度不足是主要的失效形式。2.齒輪的失效形式；1/4/2023368-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、蝸桿傳動(dòng)的失效形8-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

二、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則1、對(duì)于閉式蝸輪傳動(dòng)，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計(jì)，并校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。2、對(duì)于開式蝸輪傳動(dòng)，或傳動(dòng)時(shí)載荷變動(dòng)較大，或蝸輪齒數(shù)z2大于90時(shí)，通常只須按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、由于蝸桿傳動(dòng)時(shí)摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱大、效率低，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)還必須作熱平衡計(jì)算，以免發(fā)生膠合失效。1/4/2023378-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則二、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

一、蝸桿傳動(dòng)的材料為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬火。低速中輕載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)。蝸輪常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。1/4/2023388-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動(dòng)的材料為了減摩，二、蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個(gè)整體。當(dāng)蝸桿螺旋部分的直徑較大時(shí)，可以將軸與蝸桿分開制作。無退刀槽，加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。有退刀槽，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

1/4/202339二、蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)1.蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿螺旋部分的直徑不大2.蝸輪的結(jié)構(gòu)為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了節(jié)省銅材，當(dāng)蝸輪直徑較大時(shí)，采用組合式蝸輪結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或碳素鋼。常用蝸輪的結(jié)構(gòu)形式如下：8-4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu)

1/4/2023402.蝸輪的結(jié)構(gòu)為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。在不計(jì)摩擦力時(shí)，有以下關(guān)系：轉(zhuǎn)向關(guān)系判別方法1/4/2023418-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿二、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為

：適用于鋼制蝸桿對(duì)青銅或鑄鐵蝸輪渦輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

1/4/202342二、蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式為：設(shè)計(jì)公式為：8-5蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

1/4/202343三、蝸輪輪齒的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

一、蝸桿傳動(dòng)的效率h1——計(jì)及嚙合摩擦損耗的效率；H2——計(jì)及軸承摩擦損耗的效率；H3——計(jì)及濺油損耗的效率；h1是對(duì)總效率影響最大的因素，可由下式確定：所以Z1↑→γ↑→η↑效率與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：閉式傳動(dòng)Z1

１２４總效率η0.7~0.750.75~0.820.82~0.92式中：l——蝸桿的導(dǎo)程角；v——當(dāng)量摩擦角。1/4/2023448-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的效二、蝸桿傳動(dòng)的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法與齒輪傳動(dòng)的潤滑相近。1、潤滑油2、潤滑油粘度及給油方式3、潤滑油量潤滑油的種類很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對(duì)材料和運(yùn)轉(zhuǎn)條件選用。一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型進(jìn)行選擇。給油方法包括：油池潤滑、噴油潤滑等，若采用噴油潤滑，噴油嘴要對(duì)準(zhǔn)蝸桿嚙入端，而且要控制一定的油壓。潤滑油量的選擇既要考慮充分的潤滑，又不致產(chǎn)生過大的攪油損耗。對(duì)于下置蝸桿或側(cè)置蝸桿傳動(dòng)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高；當(dāng)蝸桿上置時(shí)，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

1/4/202345二、蝸桿傳動(dòng)的潤滑潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于傳動(dòng)效率較低，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的蝸桿傳動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生較大的熱量。如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散去，則系統(tǒng)的熱平衡溫度將過高，就會(huì)破壞潤滑狀態(tài)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。系統(tǒng)因摩擦功耗產(chǎn)生的熱量為：自然冷卻從箱壁散去的熱量為：Ks——箱體表面的散熱系數(shù)，可取Ks

＝(8.15~17.45)W/(m2?℃)；A

——箱體的可散熱面積(m2)；t1——潤滑油的工作溫度(℃)；t0——環(huán)境溫度(℃)。在熱平衡條件下可得：可用于系統(tǒng)熱平衡驗(yàn)算，一般t1≤70~90℃可用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8-6蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算

1/4/202346三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于傳動(dòng)效率較低，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的8-7蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)選擇及其安裝維護(hù)一、蝸桿傳動(dòng)的精度選擇GB10089－88對(duì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)規(guī)定了1~12個(gè)精度等級(jí)1級(jí)精度最高，其余等級(jí)依次降低，12級(jí)為最低，6~9級(jí)精度應(yīng)用最多6級(jí)精度傳動(dòng)一般用于中等精度的機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，圓周速度v2≥5m/s7級(jí)精度用于中等精度的運(yùn)輸機(jī)或高速傳遞動(dòng)力場(chǎng)合,速度v2≥7.5m/s8級(jí)精度一般用于一般的動(dòng)力傳動(dòng)中，圓周速度v2≥3m/s9級(jí)精度一般用于不重要的低速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)二、蝸桿傳動(dòng)安裝蝸桿傳動(dòng)安裝要求精度高。應(yīng)使蝸輪的中間平面通過蝸桿的軸線。如右圖所示。為保證傳動(dòng)的正確嚙合，工作時(shí)蝸輪的中間平面不允許有軸向移動(dòng)，因此蝸輪軸支撐應(yīng)采用兩端固定的方式。蝸桿傳動(dòng)的維護(hù)很重要，又注意周圍的通風(fēng)散熱情況。1/4/