蝸輪蝸桿設計方法演講人：日期:CATALOGUE目錄02設計參數(shù)確定原則01基本結構與工作原理03材料與熱處理選擇04強度計算標準05制造工藝控制06應用場景與維護01PART基本結構與工作原理蝸輪蝸桿傳動特點傳動比大承載能力強傳動平穩(wěn)、噪音低傳動效率低蝸輪蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，通?？梢赃_到幾十甚至幾百。蝸輪蝸桿傳動的齒形為漸開線，嚙合時瞬時傳動比恒定，因此傳動平穩(wěn)，噪音低。蝸輪蝸桿傳動的嚙合面積較大，且接觸應力分布均勻，因此承載能力較強。蝸輪蝸桿傳動的摩擦損耗較大，因此傳動效率相對較低，一般在70%左右。幾何參數(shù)定義與關系模數(shù)和壓力角蝸桿分度圓直徑蝸輪分度圓直徑中心距蝸輪蝸桿傳動的模數(shù)和壓力角是標準值，需按照國家標準進行選擇和設計。蝸桿分度圓直徑是蝸桿上與蝸輪嚙合的齒槽寬度等于標準模數(shù)的圓直徑。蝸輪分度圓直徑是蝸輪上與蝸桿嚙合的齒槽寬度等于標準模數(shù)的圓直徑。蝸輪蝸桿傳動的中心距是兩個分度圓之間的距離，它是根據(jù)模數(shù)和傳動比進行計算的。嚙合運動特性分析嚙合線蝸輪蝸桿傳動的嚙合線是一條直線，它與蝸輪蝸桿軸線之間的夾角稱為嚙合角。嚙合面嚙合面是蝸輪蝸桿傳動的接觸面，它是一個平面，垂直于嚙合線并包含蝸輪蝸桿軸線。嚙合點嚙合點是蝸輪蝸桿傳動的瞬時接觸點，它在嚙合面上運動，并隨著傳動過程不斷改變位置。嚙合運動特性蝸輪蝸桿傳動的嚙合運動特性是蝸桿旋轉一周，蝸輪旋轉一定的角度，這種特性使得蝸輪蝸桿傳動具有很好的自鎖性和減速效果。02PART設計參數(shù)確定原則模數(shù)與傳動比匹配01模數(shù)選擇根據(jù)傳動比和強度要求，選擇合適的模數(shù)，以保證蝸輪蝸桿的承載能力和傳動效率。02傳動比設計通過合理的傳動比設計，實現(xiàn)蝸輪蝸桿的減速或增速，滿足機械系統(tǒng)的需求。齒形優(yōu)化與強度校核根據(jù)傳動比和模數(shù)，設計出合理的蝸輪蝸桿齒形，以減小齒輪嚙合時的接觸應力和滑動速度。齒形設計對蝸輪蝸桿的齒面接觸強度、齒根彎曲強度等進行校核，確保齒輪在傳動過程中不會發(fā)生強度破壞。強度校核0102效率與自鎖性平衡在蝸輪蝸桿設計中，應盡量減小摩擦和能量損失，提高傳動效率。效率考慮根據(jù)實際需求，設計蝸輪蝸桿的自鎖性能，以確保在某些情況下能夠自動鎖定傳動，保證機械系統(tǒng)的安全性。自鎖性設計03PART材料與熱處理選擇蝸桿材料表面硬化要求使蝸桿表面獲得高硬度和耐磨性，同時保持心部韌性和強度。滲碳淬火滲氮高頻感應淬火提高蝸桿表面的硬度和耐腐蝕性，適用于不銹鋼和耐熱鋼等材料的蝸桿。使蝸桿表面形成一層高硬度的淬硬層，提高耐磨性和疲勞強度。蝸輪齒圈材料匹配性鑄鐵與鋼鑄鐵蝸輪齒圈具有良好的耐磨性和抗膠合能力，而鋼蝸輪則具有較高的強度和韌性。01青銅與鋼青銅蝸輪齒圈具有優(yōu)異的抗膠合性能和滑潤性能，與鋼蝸桿配對可減小摩擦和磨損。02塑料與金屬塑料蝸輪齒圈具有自潤滑、減振、降噪等優(yōu)點，但與金屬蝸桿配對時需注意強度和耐磨性。03熱處理工藝與耐磨性表面強化處理如噴丸、碾壓等，可使蝸輪蝸桿表面產(chǎn)生壓應力，提高其疲勞強度和耐磨性。03如滲碳、滲氮等，可提高蝸輪蝸桿表面的硬度和耐磨性，同時保持心部強度和韌性。02化學熱處理淬火與回火通過淬火與回火處理，可獲得良好的綜合力學性能，提高蝸輪蝸桿的耐磨性和疲勞強度。0104PART強度計算標準齒面接觸疲勞計算接觸應力計算基于齒面接觸強度，計算齒輪和蝸桿之間的接觸應力。疲勞極限評估根據(jù)齒輪材料、熱處理工藝和接觸應力，評估齒輪的疲勞壽命。接觸強度校核校核齒輪和蝸桿的接觸強度，確保在額定載荷下不發(fā)生疲勞破壞。齒輪參數(shù)優(yōu)化根據(jù)計算結果，優(yōu)化齒輪參數(shù)，如模數(shù)、螺旋角等，提高接觸強度。蝸桿軸剛度校核彎曲剛度計算扭轉剛度計算剛度校核蝸桿軸結構改進計算蝸桿軸在受到齒輪嚙合力作用下的彎曲變形量。計算蝸桿軸在受到扭矩作用下的扭轉剛度。根據(jù)計算結果，校核蝸桿軸的剛度是否滿足設計要求。針對剛度不足的部位，進行蝸桿軸結構的改進和優(yōu)化。根據(jù)齒輪嚙合效率、摩擦系數(shù)和轉速等因素，計算齒輪傳動的熱功率損耗。校核齒輪傳動系統(tǒng)的熱平衡，確保熱功率損耗在可接受范圍內。根據(jù)熱功率損耗情況，設計齒輪傳動的散熱措施，如潤滑油冷卻、散熱片等。根據(jù)齒輪傳動的工作條件和熱功率損耗情況，選擇合適的潤滑油，以降低摩擦系數(shù)和熱量產(chǎn)生。熱功率損耗限制熱功率計算熱平衡校核散熱措施設計潤滑油選用05PART制造工藝控制蝸桿螺旋面加工方法通過銑刀加工蝸桿螺旋面，適用于小批量、精度較低的蝸桿加工。銑削法通過砂輪或其他磨具對蝸桿螺旋面進行磨削，可獲得較高的精度和表面質量。磨削法利用滾輪對蝸桿螺旋面進行滾壓，可提高蝸桿表面硬度和耐磨性。滾壓法蝸輪齒部成型技術粉末冶金法通過粉末冶金工藝制造蝸輪齒部，適用于高精度、復雜形狀的蝸輪加工。03通過鍛壓工藝獲得蝸輪齒部的形狀和強度，適用于大型蝸輪加工。02鍛造法鑄造法通過鑄造工藝獲得蝸輪齒部的大致形狀，然后進行精細加工。01裝配精度檢測指標徑向跳動檢測蝸輪或蝸桿在旋轉過程中的徑向跳動量，以評估其裝配精度。01軸向竄動檢測蝸輪或蝸桿在軸向的竄動量，以評估其裝配精度和穩(wěn)定性。02接觸斑點檢測蝸輪和蝸桿接觸部位的斑點情況，以評估其接觸精度和承載能力。0306PART應用場景與維護重載低速工況適配蝸輪蝸桿傳動具有較高的傳動比和扭矩傳遞能力，適合在重載低速工況下工作。高負載能力穩(wěn)定性好耐磨性高蝸輪蝸桿傳動平穩(wěn)，無沖擊和振動，適用于精密傳動。蝸輪蝸桿通常采用耐磨材料制成，能夠在惡劣的工作環(huán)境中長時間工作。潤滑方式選擇選擇合適的潤滑油可以提高傳動效率，減少磨損和溫升，常用的潤滑油有礦物油、合成油等。潤滑油選擇潤滑系統(tǒng)設計潤滑系統(tǒng)應保證蝸輪蝸桿傳動部件得到充分潤滑，同時要避免潤滑油泄漏和污染。蝸輪蝸桿傳動需要良好的潤滑條件，通常采用浸油潤滑、噴油潤滑或脂潤滑等方式。潤滑系統(tǒng)設計要點磨損監(jiān)測與壽命預測磨損監(jiān)測技術壽命預測方法磨損量