第十二章蝸桿傳動本章主要內(nèi)容一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算蝸桿傳動的失效形式、材料選擇及結(jié)構(gòu)一般圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算蝸桿傳動的特點和類型本章基本要求1、了解蝸桿傳動的特點及應(yīng)用，掌握正確嚙合條件。

2、掌握蝸桿傳動設(shè)計中主要參數(shù)的選擇及幾何尺寸的計算，了解、、之間的關(guān)系。

3、掌握蝸桿傳動的受力分析、失效形式，合理選擇蝸桿、蝸輪的材料及結(jié)構(gòu)。

4、能根據(jù)失效形式確定設(shè)計準則，并能正確進行強度計算。

5、掌握蝸桿傳動效率和熱平衡計算的方法，了解并掌握提高散熱能力的方法。本章重點難點本章重點1、蝸桿傳動的受力分析，蝸桿、蝸輪轉(zhuǎn)向的推斷；2、蝸桿傳動的失效形式及強度計算；3、蝸桿傳動的效率和熱平衡計算。本章難點1、蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)和直徑系數(shù)的含義，幾何尺寸計算時，、、三者的關(guān)系。2、蝸桿軸向力的方向和蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷。第一節(jié)蝸桿傳動的特點和類型蝸桿傳動的特點：優(yōu)點：傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲低，可自鎖。缺點：滑動速度大。摩擦發(fā)熱大、傳動效率低。蝸輪齒圈成本高。用于傳遞空間交織兩軸間的運動和動力。常用Σ＝90°；蝸輪β＝蝸桿γ，且旋向相同，多為右旋。錐蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動按蝸桿形狀分為：第一節(jié)蝸桿傳動的特點和類型一、圓柱蝸桿傳動（一）一般圓柱蝸桿傳動1、阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）2、漸開線蝸桿（ZI蝸桿）3、法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）4、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）第一節(jié)蝸桿傳動的特點和類型一、圓柱蝸桿傳動(二）圓弧圓柱蝸桿傳動傳動效率高，承載實力大，運用壽命長，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。第一節(jié)蝸桿傳動的特點和類型二、環(huán)面蝸桿傳動三、錐蝸桿傳動軸向外形是由凹圓弧為母線所形成的回轉(zhuǎn)曲面，即蝸桿包圍蝸輪如圖所示。同時嚙合的齒對數(shù)多，承載實力高于一般圓柱蝸桿傳動。蝸桿為等導(dǎo)程的錐形螺旋，蝸輪像一個曲線齒錐齒輪，如圖所示。重合度大，承載實力大、效率高，傳動比范圍大，側(cè)隙便于調(diào)整，結(jié)構(gòu)緊湊，制造安裝便利。正、反轉(zhuǎn)受力狀況不同，承載實力和效率也不同。在中間平面上，蝸桿傳動相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合傳動。以中間平面的參數(shù)為基準，沿用齒輪傳動的關(guān)系式來計算。其次節(jié)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算其次節(jié)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇

（二）蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q

為限制蝸輪滾刀的數(shù)目，便于標準化．對標準模數(shù)規(guī)定了相應(yīng)的分度圓直徑，m與d1的匹配見表12－１．（三）傳動比i、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2（舉薦值見表12－2）模數(shù)的標準（GB/T10085-1988)見表12－1蝸桿直徑系數(shù)(一）模數(shù)m和壓力角傳動比i蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)z1動力傳動中，一般傳動比常用1、2、4、6一般26<一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）

（四）導(dǎo)程角Paπd1pz（五）中心距a標準中心距其次節(jié)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算二、蝸桿傳動幾何尺寸計算見表12-4（六）嚙合齒面間的相對滑動

蝸輪與蝸桿嚙合齒面間存在較大相對滑動速度相對滑動速度的影響：齒面失效形式、發(fā)熱、傳動效率、齒面潤滑.d2v2vsv1一、蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）

其次節(jié)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算

第三節(jié)蝸桿傳動的失效形式、材料選擇及結(jié)構(gòu)

一、失效形式及設(shè)計準則

失效形式：（1）閉式傳動：齒面膠合及點蝕（2）開式傳動：齒面磨損及齒根折斷設(shè)計準則：對蝸輪輪齒進行強度計算。（1）閉式傳動：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計校核齒根疲勞彎曲強度熱平衡計算（2）開式傳動：按齒根疲勞彎曲強度設(shè)計失效常常發(fā)生在蝸輪輪齒上.

第三節(jié)蝸桿傳動的失效形式、材料選擇及結(jié)構(gòu)

二、常用材料及其選擇：蝸桿：常用碳鋼和合金鋼；調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火蝸輪：常用鑄錫青銅、鑄鋁鐵青銅和灰鑄鐵。四、一般圓柱蝸桿和蝸輪結(jié)構(gòu)蝸桿：第三節(jié)蝸桿傳動的失效形式、材料選擇及結(jié)構(gòu)

三、一般圓柱蝸桿和蝸輪結(jié)構(gòu)組合式蝸輪結(jié)構(gòu)整體式蝸輪結(jié)構(gòu)第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算

一、蝸桿傳動的受力分析及計算載荷蝸桿為主動件：圓周力方向－主動輪與轉(zhuǎn)向相反，從動輪與轉(zhuǎn)向相同；

PPd1d1d2ebb’a’aFt2Fr2Fr1Ft1Fa2Fa1Ft1Fr1Fa1Fn徑向力方向－指向各自的軸心；軸向力方向－由旋向和轉(zhuǎn)向確定同11-8第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算蝸桿傳動的計算載荷：KA查表；平穩(wěn)載荷K＝1；載荷變更大K＝1.1-1.3;精確制造,蝸輪圓周速度≤3m/s,取KV=1.0～1.1蝸輪圓周速度>3m/s,取KV=1.1～1.2.載荷系數(shù)第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算二、蝸桿傳動強度計算（一）蝸輪齒根彎曲乏累強度計算

－蝸輪齒形系數(shù)，由蝸輪當(dāng)量齒數(shù)及變位系數(shù)查圖12－X獲得。仿照斜齒輪的計算公式來求蝸輪的齒根彎曲應(yīng)力校核式－蝸輪許用彎曲應(yīng)力。設(shè)計式當(dāng)量齒數(shù)由

按表12－1查出相應(yīng)的和第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算二、蝸桿傳動強度計算（二）蝸輪齒面接觸乏累強度計算校核式設(shè)計式－彈性影響系數(shù)，鋼和鑄錫青銅配對時，取150；鋼和鋁青銅或灰鑄鐵配對時，取160－許用接觸應(yīng)力—接觸系數(shù)，查表12-11第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算

二、蝸桿傳動強度計算（三）蝸輪的許用應(yīng)力

1、蝸輪的許用彎曲應(yīng)力－蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力,由表12-6選取；－彎曲強度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)蝸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，每個輪齒的嚙合次數(shù)工作壽命第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算二、蝸桿傳動強度計算（三）蝸輪的許用應(yīng)力

2、蝸輪的許用接觸應(yīng)力錫青銅渦輪的許用應(yīng)力見表12-4鋁青銅及鑄鐵渦輪的許用應(yīng)力見表12-5近似計算公式第四節(jié)一般圓柱蝸桿傳動承載實力計算

三、蝸桿的剛度計算

式中：慣性距第五節(jié)蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算

一、蝸桿傳動的效率

查表12－7蝸桿傳動總效率近似值，查表12－8。第五節(jié)蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算二、蝸桿傳動的潤滑

潤滑油的粘度及給油方法：依據(jù)相對滑動速度及載荷類型進行選擇。接受大粘度的潤滑油進行良好潤滑。閉式蝸桿傳動潤滑油的粘度薦用值及給油方法見表12-9。

開式蝸桿傳動接受高粘度的潤滑油和潤滑脂。油浴潤滑時，常用蝸桿下置式；當(dāng)蝸桿線速度大于4m/s時，接受上置式第五節(jié)蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算（三）蝸桿傳動的熱平衡計算

熱平衡計算的目的：保證油溫穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。由熱平衡條件可得:P－傳遞功率，kW；η－傳動總效率Kt－散熱系數(shù)，無循環(huán)空氣流淌kt=8.7~10.5；自然通風(fēng)良好kt=14~17.5t－工作溫度，t≤60～70℃,tmax