蝸桿的強度設計

蝸桿的強度設計第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日§12—4蝸桿傳動的失效形式、材料與結構一、失效形式，設計準則及常用材料

齒面膠合過度磨損閉式傳動：

按齒面接觸疲勞強度設計校核齒根彎曲疲勞強度計算熱平衡蝸桿剛度

蝸輪

常用材料

蝸桿：40、45、40Cr

蝸輪：

鑄造錫青銅，

鑄造鋁鐵青銅

要求：1）足夠的強度2）良好的減摩、耐磨性3）良好的抗膠合性第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日二、蝸桿傳動的受力分析力的大小

圓周力

軸向力

徑向力

第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日Ft——主反從同

力的方向和蝸輪轉向的判別

Fr——指向各自的軸線

Fa1——蝸桿左右手螺旋定則

軸向力

徑向力圓周力

蝸輪轉向的判別：Fa1的反向即為蝸輪的角速度w2方向判定蝸輪轉向例1

判定蝸輪轉向例2第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日12-5蝸桿傳動的強度計算1、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算

按主平面內(nèi)斜齒輪與齒條嚙合進行強度計算

校核公式

ZE——材料的彈性系數(shù)

ZP——接觸系數(shù)

（1）當蝸輪材料,許用應力查表10-6

（2）若蝸輪材料,許用應力與循環(huán)次數(shù)有關—基本許用接觸應力，表10-7

—接觸強度壽命系數(shù)

第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日設計公式

定m,q（表10-2）

2、蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算

主平面內(nèi)相當于齒條與斜齒輪嚙合

YFa2——蝸輪齒形系數(shù)

當量齒數(shù)，圖10-15

——蝸輪基本許用應力，表10-8第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日設計公式

（表10-2）定m、d1

四、蝸桿的剛度計算

計算模型：

簡支梁

集中載荷：

蝸桿最大撓度：

五、普通圓柱蝸桿傳動精度等級及其選擇

高→低

精度等級1，2，…，6，7，8，9，10，11，12

遠景常用第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日§12—6蝸桿傳動的潤滑及熱平衡計算

一、蝸桿傳動的潤滑

目的：1）提高效率；2）降低溫升，防止磨損和膠合1、潤滑油——表10-10

2、潤滑油粘度及給油方法——表10-11

3、潤滑油量

浸油深度

二、蝸桿傳動熱平衡計算

潤滑油在齒面間被稀釋，加劇磨損和膠合。

效率低，發(fā)熱大，溫升高，潤滑油粘度下降原因——第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日設蝸桿傳動功率為P（KW）,效率為

蝸桿傳動單位時間的發(fā)熱量為

自然冷卻方式，單位時間散熱量為

Kd——箱體表面散熱系數(shù)

S——箱體散熱面積

t——油的工作溫度

t0——環(huán)境溫度

達到熱平衡時

可得到熱平衡時的溫度

第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日如t>80°時措施：

1加散熱片以增大散熱面積

2蝸桿軸端加風扇，強制風冷卻

3在傳動箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路

第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日§12—7普通圓柱蝸桿、蝸輪的結構設計

1、蝸桿——一般與軸成一體

2、蝸輪

輪齒部分——青銅

輪轂部分——鋼

齒圈式

螺栓聯(lián)接式

整體澆鑄式

拼鑄式

第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日第12頁，共15頁，2023