第九章-蝸桿傳動

第九章蝸桿傳動蝸桿蝸輪9-1

蝸桿傳動的概述2特點傳動比大：一般傳動i=7~80;分度機構(gòu)可達1000結(jié)構(gòu)緊湊傳動平穩(wěn)，噪聲小效率低成本高1組成和應用蝸桿主動，蝸輪被動通常二軸交角

＝90°一、蝸桿傳動的特點和及應用二、蝸桿傳動的類型環(huán)面蝸桿

按蝸桿整體形狀分：圓柱蝸桿嚙合特點從整體看，蝸桿蝸輪齒面間的相對運動類似于螺旋傳動從主平面看，蝸桿齒形是標準齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形，嚙合傳動類似于齒輪齒條運動d1Bpda2a2

da2d2df2Ldf1da1hahfh9-2基本參數(shù)和幾何尺寸計算1模數(shù)ma1=mt2=m從主平面看，蝸桿齒形是標準齒條齒形，蝸輪齒形是漸開線齒輪齒形嚙合傳動類似于齒輪齒條運動d1p一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇2壓力角GB/T10088-88規(guī)定：阿基米德蝸桿：a=20°動力傳動：a=25°分度傳動：a=12°、15°d1Bp2

蝸桿軸面的壓力角應該等于蝸輪端面壓力角3導程角根據(jù)正確嚙合條件，

1=2（蝸輪的螺旋角）蝸桿的導程角相當于螺紋的螺旋升角pz1p

z1p

d14分度圓直徑●蝸桿直徑系數(shù)q及分度圓直徑d1

d1—標準系列值限制蝸輪滾刀數(shù)量，便于刀具標準化蝸桿直徑系數(shù)：q=d1/m→d1

=mqq與導程角γ之關(guān)系：5.傳動比i

和齒數(shù)比u傳動比

:

z1z2

=---n2n1i=---若想得到大i,可取：z1=1，但傳動效率低。對于大功率傳動,可?。簔1=2，或4。蝸輪齒數(shù)：z2=iz1

為避免根切：z2≥26一般情況：z2≤80

z2過大→→蝸桿長度↑→剛度、嚙合精度↓結(jié)構(gòu)尺寸↑=u----齒數(shù)比6.蝸輪齒數(shù)z2表11-2蝸桿頭數(shù)z1與蝸輪齒數(shù)z2的推薦值傳動比i≈57~1514~3029~82

蝸桿頭數(shù)z1

6421蝸輪齒數(shù)z2

29~3129~6129~6129~82

a=(d1+d1)/27.蝸桿傳動的標準中心距=m(q+z1)/2二、圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算由蝸桿傳動的功用，以及給定的傳動比i,→

z1

→

z2

→計算求得m、d1

→計算幾何尺寸普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算名稱計算公式蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑齒頂高齒根高頂圓直徑根圓直徑蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距徑向間隙中心距蝸桿蝸輪d1=mqd2=mz2

ha=mha=mdf=1.2mqdf=1.2mqda1=m(q+2)da1=m(q+2)df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)一、失效形式及設計準則2設計準則——主要考慮蝸輪開式齒輪傳動：齒面磨損、輪齒折斷

保證齒根疲勞強度閉式齒輪傳動：齒面膠合、點蝕

按齒面接觸疲勞強度設計，齒根疲勞強度校核另外，還應作熱平衡計算1失效形式失效：膠合、磨損、點蝕、齒根折斷——蝸輪輪齒由于蝸輪材料強度低，失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上9-3蝸桿傳動的失效形式、設計準則和材料選擇材料要求：減摩性好、耐磨、抗膠合、足夠的強度一、蝸桿的材料高的強度、剛度及光潔度碳鋼—45號鋼調(diào)質(zhì)或淬火合金鋼—20Cr、20CrMnTi(滲碳淬火)、40Cr(表面淬火)二、蝸輪的材料

減摩、抗膠合、抗點蝕鑄錫青銅ZCuSn10Pb1—適合高速鑄鋁青銅ZCuAl9Fe3—低速重載灰鑄鐵HT200—低速輕載三、蝸桿和蝸輪的材料選擇1運動分析12pFt2Fa1Fr1Fr2ω22)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向一致，且Ft2=-Fa1；4)蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線，且Ft1=-Fa2；；3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且Ft1=-Fa2；1)蝸桿所受扭矩T1與轉(zhuǎn)動方向ω1一致；T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa2右(左)旋蝸桿：伸出右(左)手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的切向速度vp2的方向與拇指指向相反。用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：9-4普通蝸桿傳動的強度計算2受力分析作用力的大小：受力分析類似斜齒傳動蝸桿、蝸輪旋向相同蝸桿三個分力：Fr1,Ft1,Fa1蝸輪三個分力：Fr2,Ft2,Fa2二、輪齒表面的接觸強度計算校核公式：設計公式：特點：強度計算主要針對蝸輪輪齒（材料原因）中間平面內(nèi)相當于齒條與齒輪嚙合，蝸輪類似于斜齒輪蝸輪輪齒的強度計算與斜齒輪相似說明：1z1、z1的選擇：z1

查表9-2,根據(jù)傳動比選擇；z2

26~282載荷系數(shù)K一、蝸桿的傳動計算η=η1η2η3與齒輪傳動相同：嚙合效率類似于螺旋副：η2η3≈0.95~0.96故：由此可知，z1↑→γ↑→η

↑z1=1時，η=0.7~0.75z2=2時，η=0.75~0.82

z2=4時，η=0.87~0.92

自鎖時，η<0.5

9-5效率、潤滑和熱平衡計算

二、潤滑一般情況下，采用浸油潤滑vs

很大時，采用噴油潤滑滑動速度運動粘度>5~10>10~15>15~25>25工作條件重載重載中載----100068032022015010068潤滑方法浸油潤滑浸油或噴油潤滑壓力噴油潤滑熱平衡時，單位時間內(nèi)：發(fā)熱量=散熱量單位時間內(nèi)的發(fā)熱量(由于摩擦損耗引起)：Q1=1000P1(1-h)單位時間內(nèi)的散熱量：Q2=KA(t1-t2)Q1=Q2，則溫升P為傳動輸入的功率；K