第章渦輪傳動

第十一章蝸桿傳動基本要求：①掌握蝸桿傳動的特點和應用，理解蝸桿傳動常見的分類方法；②掌握蝸桿傳動常見失效形式，了解材料選擇和結(jié)構(gòu)類型；③掌握蝸桿傳動的基本參數(shù)及變位原理；④掌握蝸桿傳動受力分析（大小、方向）及蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷；⑤掌握蝸桿傳動齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算；⑥掌握蝸桿傳動熱平衡計算方法，了解提高散熱的若干措施；⑦了解提高圓柱蝸桿傳動承載能力的措施。重點：蝸桿傳動常見失效形式、蝸桿傳動受力分析（大小、方向）、蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷、蝸桿傳動熱平衡計算、提高散熱的若干措施。難點：蝸桿傳動受力分析（大小、方向）、蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷。

蝸桿傳動是傳遞空間交錯軸之間的運動和動力的一種傳動機構(gòu)，兩軸線交錯的夾角可以是任意值，常用的為90。特點：優(yōu)點：

1.傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊；

2.工作平穩(wěn)，無噪聲；

3.一定條件下反行程可自鎖。應用：中小功率的動力傳動或操縱機構(gòu)中。一般：分度機構(gòu)中傳動比可達300。缺點：效率較低，相對滑動速度大，摩擦與磨損嚴重，一般需用貴重的減摩材料（如青銅等），成本高。概述§11－1桿傳動的類型按蝸桿母體形狀分為普通圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動

結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、應用廣泛、但承載能力小重合度大、承載能力高、但加工制造成本高，安裝精度要求高。嚙合齒數(shù)多、重合度大、承載能力高、傳動平穩(wěn),傳動比范圍大10-360圓柱蝸桿最為常用，本章介紹圓柱蝸桿一.蝸桿傳動的類型1.阿基米德蝸桿（ZA）1.按螺旋線的方向和線數(shù)：蝸桿有左右旋、單線和多線之分。普通圓柱蝸桿：2.圓柱蝸桿按刀具加工位置又分為：阿基米德蝸桿（ZA）、法向直廓蝸桿（ZN）、漸開線蝸桿（ZI）、錐面包絡圓柱蝸桿（ZK），四種。用直母線刀刃加工γ導程角<=3單刀加工切削刃的頂面必須通過蝸桿軸線2.法向直廓蝸桿（ZN）

端面齒廓為延伸漸開線車刀沿齒廓的法面進刀加工，所以法面內(nèi)齒廓為直線齒廓。3.漸開線蝸桿（ZI）端面齒廓為漸開線，它相當于一個少齒數(shù)（齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù)）、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。兩把刀具的頂面與基圓柱相切，刀具齒形角為蝸桿基圓柱的螺旋角。4.錐面包絡圓柱蝸桿（ZK）γ非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削，無直線齒廓。2.圓弧齒圓柱蝸桿（ZC蝸桿）蝸桿的螺旋面用刃邊為凸圓弧形的刀具切成，蝸輪用范成法制造。特點：效率高（≥0.9），承載能力大（比普通圓柱蝸桿傳動增加50~150%）,體積小,質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。蝸桿凹圓弧槽與蝸輪凸圓弧齒厚相互嚙合，接觸應力小。（二劣）、逝環(huán)面誕蝸桿傳動跳特征命：蝸悼桿體鈔在軸唯向的棄外形這是以圣凹圓餐弧為穗母線射所形陵成的城旋轉(zhuǎn)脖曲面宇。主要交特點禁：效威率提墊高：=0姥.8尼5~圈0.脅9，承載嘆能力劃大:是阿圾基米殖德蝸艇桿2~念4倍。同時擱嚙合形齒數(shù)岡多，駕容易劉形成朋潤滑積油膜憤。蝸輪很的節(jié)抬圓位葛于蝸墾桿的惡節(jié)圓諒弧面概上。（三攀）、櫻錐蝸撒桿錐蝸泊桿——錐蝸漢輪特點輛：↑i范圍丹↑10捧~3不60承載相能力效大，唯效率生較高節(jié)約攔有色貪金屬粉，制閑造安衛(wèi)裝方桑便傳動雕不對委稱，綠正、離反轉(zhuǎn)英承載跑能力若和效棚率不界同，蝸輪板外觀乳與曲美齒錐瞞齒輪聯(lián)相似您?！?擇1－2蝸桿品傳動奇的參庫數(shù)和兄幾何纖尺寸圓柱寧蝸桿桂在給蠶定平紫面上傲的基脾本齒像廓與幼漸開丘線齒界輪的堪基本勞齒廓既大致睬相同述。注場：四術(shù)種圓菠柱蝸續(xù)桿傳麻動尺恒寸和晉強度帖相差尺甚微擦，以延下僅過討論紫阿基霜米德漸蝸桿解傳動景，但衰設計跌理論多和結(jié)鬼論對脊四種禁蝸桿瞞都適糟用。中間浙平面：通過瓣蝸桿南軸線倡和垂郊直蝸爸輪軸途線的謠平面控。

齒槽寬和齒厚相等的圓柱稱為蝸桿的分度圓柱（中圓柱）由制艦造方學法可唱知，忙阿基躺米德詢蝸桿施和對敏應蝸懸輪的揉嚙合濱，在槍中間滋平面蜓上，霉相當幅于漸開污線斜殺齒條魯和齒好輪的嚙罷合。勞設計昏蝸桿殿傳動謊時，住均取守中間豬平面元上的拖參數(shù)金為基糾準。1.模數(shù)m和壓概力角α在中勵間平祖面上顆，蝸桿快的軸支面壓腫力角蔬、模郊數(shù)應豆與蝸覺輪的華端面愈壓力致角、盲模數(shù)炮對應槳相等，且爹均為絞標準彼值。呀而蝸擔桿與灣蝸輪屆的嚙很合本平質(zhì)上物相當杰于螺摘旋齒液輪傳慌動，也因此沉蝸桿校和蝸伯輪的拼螺旋搬線旋向制應相層同且兩魂螺旋東角互烈為余穿角，兩即:正確芬嚙合畜條件2.蝸桿已的分嘴度圓怨直徑d1和直橡徑系鍛數(shù)qd1、q、m標準勝化其常閉用值練見P2丟45表11曠-2（標透準值魯）加工址蝸輪縣要用繁與蝸窯桿同槐樣參遙數(shù)和睛直徑此的蝸模輪滾美刀要減昌少滾達刀數(shù)蒙目、惕便于朽刀具涉標準扎化定為標準值，并與

有一定的搭配關(guān)系直徑升系數(shù)一.圓柱續(xù)蝸桿迫傳動主要釋參數(shù)扔及其原選擇蠟：

但考慮到太大時，效率增量小而制造較困難，因此，動力傳動中角的一般范圍為：=15～300。3.蝸桿羨導程梳角papapzpz故與大小相等、旋向相同d1（或q），,,但蝸桿的剛度和強度越小。蝸桿好分度杏圓上閑的導忠程角般滿足浙：14.蝸桿振頭數(shù)z1、蝸品輪齒做數(shù)z2和傳層動比i：加工殊困難蝸桿頭數(shù)：:實現(xiàn)須大傳淹動比握或宋要求海自鎖2、4要求乞效率蝸輪櫻齒數(shù)櫻太少搶會根眠切、擊傳動禮平穩(wěn)貍性差踏；蝸本輪齒塊數(shù)太萌多，甲若m不變誰時，d2增大耍，導束致蝸蛇桿長淡度增品大，播剛度期減小尼而影宮響嚙掀合精忌度；水若d2不變窄，m減少脊、齒飽根彎升曲強橡度就雜會降村低。

因此，取。一般動力蝸桿傳動的傳動比為：215.齒面隙間的搬相對腐滑動籌速度益：6.中心仔距：v2v1vs傳動史比與原蝸桿廁頭數(shù)湖、蝸誼輪齒有數(shù)的飛推薦榮值見重下表裹（P2蘿44表11糟-1）齒數(shù)伴比：二.蝸桿撒傳動遼變位雹的特莖點蝸桿糟傳動謙的變色位一午般是襪為了往湊中異心距欠或湊逃傳動甲比而鵲不是男考慮鏟強度抹。變夏位時歐，蝸唱桿相抓當于焰齒條稍刀具犯，為考了保剪持刀新具尺芬寸不泉變，灑蝸桿窩尺寸心是不派能變搖的，亡因此扒，只立能對踢蝸輪返變位梅。方診法是固切削群時刀融具移攤位。話變位觀與否世的幾啄種情好況有遠如下韻關(guān)系裁：中心仙距變殺化傳動割比不狂變中心犁距不星變化傳動茂比變洋化零變顯位湊中眉心距的直變上位湊傳積動比的變抽位幾何秤計算倆公式幟見P2忽48炊-2識50表11徑-3、11魂-4變位罩后：變位蛛后：三.圓柱雕蝸桿蔥傳動曠的幾交何計博算公在式變位波后蝸饞輪的壘分度瓜圓永哥遠與塊節(jié)圓檢重合朗，只謊是齒艇頂圓睜、齒萄根圓柳、齒去厚發(fā)吊生了北變化紹。蝸共桿的亦節(jié)線霉變了謀。一.蝸桿債傳動騰的失標效形總式、托設計撇準則芒及常啄用材竄料§1呈1－3普通堡圓柱持蝸桿夸傳動擁承載覺能力岸計算失效況形式象：和齒孤輪傳犁動一胡樣，幣蝸桿腫傳動心也存背在疲勞簽點蝕臣、齒抵面膠虹合、冬齒面輝磨損沃和斷倆齒。對于諸閉式卷傳動膊：容易繪產(chǎn)生刺膠合告失效；對于阿開式覺傳動拾：極易芳磨損蔬。因相氏對滑洽動速慨度VS大，冰更易育膠合辰和磨屑損，味失效懼經(jīng)常湯發(fā)生告在蝸輪的輪彩齒上濱。材料行：蝸桿遙蝸輪陽材料筋組合,應具玩有良掃好的“減摩完、耐枝磨、疑抗膠扶合”能力司外，曠還應血有足獄夠的強度。蝸桿20Cr滲碳淬火40Cr、45淬火45調(diào)質(zhì)蝸輪ZCuSn10Pb1ZCuAl10Fe3HT150VS3重要傳動VS4m/sVS2m/s

耐磨性好、抗膠合價格便宜經(jīng)濟、低速硬表賤面蝸油桿能董充分盛發(fā)揮逝材料磁的潛董能，霞應提纏倡，謝但必傍須要羽有專著用磨床削設坦備。殃另外摸，需標磨削貫的蝸局桿不型能用攔阿氏跟蝸桿帆，因雹阿氏住蝸桿辮是不問能磨偷削的艘。設計雅準則孟：開式傳動：保證閉式傳動：保證，驗算。另外苗，閉婆式傳臟動散汁熱較熟困難翠，還呼應做熱平股衡計算嚷。條件桃性計濱算

蝸桿傳動效率較低，計算作用力時要考慮效率，因此，圓周力應分別計算。設傳動效率為，有：大謙小二.蝸桿蓋傳動魚受力辮分析方誘向圓周夜力主動坊輪：與嚙浸合點遷線速顆度方向役相反從動煌輪：與嚙司合點洗線速告度方向諸相同徑向午力：嚙合犧點指閘向軸易線軸向瀉力：軸向狠指向枯工作位齒廓側(cè)軸向辮力亦可味視主亮動輪婚的螺掀旋線愛旋向腿采用燙左手妄或右譽手定豎則：左旋蝸桿用左手法則右旋蝸桿用右手法則彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大拇指指向為方向注意我：一對朋嚙合肅的蝸占桿蝸艇輪的授旋向姑相同例：邁力的虧方向晚判斷Fa碼1Ft猶2Fr統(tǒng)2Fr敲1Ft茄1Fa餐2三蝸輪接觸孫疲勞休強度彈性系數(shù)，銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿組合時接觸專線長膚度，mm綜合春曲率點半徑載荷親系數(shù)嚙合搜面上邀的法帳向載猴荷，N利用咸赫茲頃公式由、考厲慮蝸棕桿傳擋動特雅點蝸桿彼傳動色的失口效多很集中菊在蝸誕輪上快，因跡此強度再計算音主要雪針對餅蝸輪。對怕閉式脫蝸桿運傳動穿，主麗要失閱效形笛式是訴齒面徒疲勞勇點蝕曾或膠兩合，邊由于尸膠合閉計算貸方法眼不成終熟，替只能隊借助環(huán)接觸吹疲勞海強度妖計算糟來間遵接保教證，蔑因此綁，對烘閉式阻蝸桿當傳動只進辯行接盛觸?；眲趶娭扔嬊杆?。四.圓柱崖蝸桿產(chǎn)傳動菌的強伐度計置算校核站式：接觸節(jié)系數(shù)剩，查P2急53圖11愚-1烘8蝸輪雙齒面史的許地用接形觸應油力，拒查P2邊53表11少-6（蝸評輪材肺料的枝強度扯極限射大于30曠0M振Pa時）姿、11岔-7（蝸食輪材碰料的杜強度歸極限燈小于30馬0M拘Pa時）載荷平穩(wěn)時：載荷變化較大或有沖擊、振動時：使用廢系數(shù)螞，P2晚53表11雖-5蝸輪擴齒形念、載罵荷分軍布復思雜，燙只能摩按斜廚齒輪典的方法計今算得隆出近康似解泊。由于直齒形踢的原抵因，刻通常犧蝸輪貸輪齒購的彎越曲強遙度比接觸呀強度他大得葬多，芹所以東只是宴在受塔強烈銀沖擊喂、z2較多（z29另0）或開哨式傳征動中丟計算彈彎曲母強度桐才有貪意義顏。蝸輪齒根微彎曲細疲勞兄強度設計虹式佩：設計堪出a后，俘根據(jù)和傳動齒比按表11敗-2標準腿化，并植確定豆相應叉的蝸在桿、卡蝸輪籍參數(shù)歲。說明設計犬式：校核喜式：YFa—蝸輪縫齒形僻系數(shù)才，按拆當量倚齒數(shù)zv=z2/c賣os3γ及蝸減輪的球變位估系數(shù)x2查P2均55圖11濱-1鐵9螺旋角影響系數(shù)，蝸輪許用彎曲應力查P255表11-8然后悲從表11迫-2中查霞出相屬應的窩參數(shù)五.蝸桿禿的剛橋度計像算(看成驗簡支飯梁)I：為柜蝸桿押危險掌截面掛的軸提慣性該矩五.蝸桿煮傳動繡精度冶等級喬的選匪用和齒瘋輪一賢樣，殿國家舉標準班將精軋度等展級分側(cè)為12級。1級精家度最符高，12級精甚度最屯低，啄常用胖的是6～9級。6級精度用于中等精度機床的分度機構(gòu)，7、8級精度用于一般機械中的中速動力傳動，9級精度用于要求不高的低速傳動，結(jié)論§1蛾1－5效率惠、潤演滑及舌熱平價衡計郵算一.蝸桿元傳動豆的效壘率蝸桿途傳動隸的總路效率勞為：蝸桿們傳動錘的功脾率損遼失嚙合蹄損失軸承距中的傅摩擦托損耗攪油蠢損失①在一飄定范備圍內(nèi)粒，蝸瓜桿傳卡動效魂率隨劑著γ增大販而增寇大②當γ小于跳當量學摩擦烘角時狂，蝸怎輪主局動時本會出晚現(xiàn)自盯鎖，在這銳種情兄況下批，蝸漠桿主撥動時嗚的效踐率低揮于50鉗%。的估值12340.70.80.850.9二.蝸桿參傳動佛的潤扎滑潤滑笨良好芽與否水對蝸逝桿傳麥動影同響很掉大。

相對速度高，采用壓力噴油潤滑。潤滑咳油的惱粘度餓的選信擇主經(jīng)要由府載荷勝類型避考慮龜。潤滑乞油：供油沫方式歲：與速堅度有叮關(guān)

相對滑動速度時，采用油池潤滑。蝸桿線速度時，蝸桿上置由蝸輪帶油潤滑。潤滑畢油量分：蝸桿袖下置逃時，勝浸油憂深度先為蝸渴桿的池一個瘋齒高也。蝸桿裕上置品時，且浸油盈深度閃約為申蝸輪們外徑占的1/榴3。vs小時咐，蝸求桿下第置有利嗚于潤闖滑

蝸桿欣下置蝸桿欣上置避免襯過大落的攪毀油損最失目的控制經(jīng)油溫半，防塵止膠件合三.蝸桿插傳動推的熱旅平衡闊計算原理單位更時間倚內(nèi)因科摩擦類產(chǎn)生攜的熱痕量應夕小于聞或等捆于相籠同時金間內(nèi)兇散發(fā)遍出去炭的熱秤量。功率矮損耗蟻為：則產(chǎn)講生的僵熱量氧為：散發(fā)雁到周沉圍空搬氣中斤的熱翁量為賄：—散熱系數(shù)，據(jù)周圍的通風條件，一般?。篜1—蝸桿辨?zhèn)鬟f疲的功曬率Kw。—油的工作溫度，一般限制在60~70°C，最高不超過90°C。S—散熱蒼面積撓，m2，指叼箱體暑外壁牲與空嘉氣接尾觸而蝴壁被拴油飛屆濺到的箱潛殼的線面積捏。對靠于箱劍體上監(jiān)的散化熱片勞，其撞面積藥只按50舊%計算。熱平艱衡條毛件或散熱李條件皇不足犬時采聯(lián)取的周措施男：增加協(xié)散熱硬面積S增大拐散熱蕉系數(shù)dc)加散該熱片加裝槍風扇設計潔步驟選擇堡材料強度拋計算熱平喝衡計泉算校核繞滑動顏速度結(jié)構(gòu)插設計§1歡1－6圓柱禮蝸桿誼和蝸盼輪的袋結(jié)構(gòu)透設計蝸桿應通常甚與軸菊做成普一體尼（這也索是蝸梨桿常然用中禮碳鋼械的原諷因）。蝸桿叮的結(jié)央構(gòu)時可將軸與蝸桿分開制造z1=1或2時：b1≥(姨11堤+0遠.0本6z2)mz1=紋4時:b1≥廈(1搖2.蜜5+拋0.制09z2)m剛度哥差剛度撿好b1蝸輪橡的結(jié)軟構(gòu)為節(jié)鑒約貴際重金患屬，旁蝸輪念經(jīng)常停采用向組合崇結(jié)構(gòu)廚，即耗用碳護鋼或遮鑄鐵圍做輪伐芯，窗用青影銅做填齒圈園。視廟生產(chǎn)果批量紀和尺御寸的稠大小減，可捕分別蹈采用請鑄造距、過唐盈配懸合或隊螺栓仙聯(lián)接代等。盾設計找時，搏對后莖兩種杯聯(lián)接捕，要爹注意畜避免過定銷位。ⅢⅠⅡ例捕題趙分蛇析在圖峰示傳繪動系香統(tǒng)中升，件1、5為蝸睡桿，拜件2、6為蝸絕輪，鴿件3、4為斜拖齒輪趕，件7、8為錐澤齒輪礎。已倦知蝸備桿1為主會動，祥要求致輸出咳輪8的回雙轉(zhuǎn)方撈向如皆圖示報。試干確定專：1）各歪軸的弓回轉(zhuǎn)址方向暗（畫胖在圖繭上）登；2）考笨慮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸上皮所受山軸向雀力能歪抵消擴一部靈分，雜定出猴各輪么的螺很旋線疾方向羊（畫在圖金上）相；3）畫翼出各眾輪的興軸向袖力的啞方向，水并畫晝出輪4所受灣的力。解：1.如圖壩所示2.如圖阿所示3.如圖幸所示ⅠⅡⅢⅣnⅣFa7Fa6Ft5nⅢnⅡnⅠFt6Fa5Fa4Fa3Fa2Ft1n1Ft2Fa13.如圖草所示齒輪仗四：Ft4Fr4Fa41.蝸桿市傳動坡有哪果些特跡點？悠對蝸披桿蝸磚輪副慈的材束料組研合有墾哪些資要求潮？2.同樣