1、第六章概述蝸桿傳動6-16-26-36-46-56-6普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算蝸桿傳動的運動分析和受力分析 蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu)蝸桿傳動的強度計算圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算浙江大學(xué)專用概述6-1作用： 用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動和動力。蝸桿主動、蝸輪從動。90形成：若單個斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且1很 大時，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。蝸輪所得齒輪稱為:蝸桿。而嚙合件稱為:蝸輪。22蝸桿11浙江大學(xué)專用線接觸點接觸改進措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為線接觸。優(yōu)點： 傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小。分度機構(gòu)：i=1

2、000, 通常i=880缺點： 傳動效率低、蝸輪齒圈用青銅制造，成本高。浙江大學(xué)專用圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿按形狀分有：類型按螺旋面形狀分：圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿阿基米德螺線漸開線基圓2漸開線蝸桿阿基米德蝸桿浙江大學(xué)專用蝸桿旋向：左旋、右旋(常用)判定方法：與螺旋和斜齒輪的旋向判斷方法相同。精度等級：對于一般動力傳動，按如下等級制造：v1 7.5 m/s7級精度；v1 3 m/s8級精度；v140蝸桿頭數(shù)z1422、11蝸輪齒數(shù)z228522854288040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計算求得 m、d1計算幾何尺寸z2表 6-3普通圓柱蝸

3、桿傳動的幾何尺寸計算浙江大學(xué)專用名稱計 算 公 式蝸桿蝸輪蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑d1 =mqd2=mz2齒頂高ha=mha=m齒根高df =1.2mqdf =1.2mq頂圓直徑da1=m(q+2)da1=m(q+2)根圓直徑df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距pa1=pt2= px= m徑向間隙c=0.2 m中心距a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)6-3蝸桿傳動的運動分析和受力分析一、蝸桿傳動的運動分析22由相對運動原理可知:v2 = v1 + vS作速度向量圖，得:1pv212t11vS =v2 2+ v1 22v2p= v/

4、cos 1v2 = v1 tg蝸輪的轉(zhuǎn)向vS v1t浙江大學(xué)專用因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運動，有一種實用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：右旋蝸桿：伸出左手，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同。左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。21222v2p1ra21v2pr11蝸輪的轉(zhuǎn)向浙江大學(xué)專用二、圓柱蝸桿傳動的受力分析法向力可分解為三個分力： 圓周力：Ft軸向力：Fa徑向力：F2r且有如下關(guān)系：Ft1 = Fa2 Fa1 = Ft22=2T1 / d1=2T2 / d2F= F= Ftgr1r2t2式中：T1 、T1分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩。T2= T1 i

5、浙江大學(xué)專用Fr1Fa1Ft1Ft2Fr2Fa26- 蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu)一、蝸桿傳動的失效形式主要失效形式：膠合、點蝕、磨損。二、蝸桿傳動的材料選擇蝸輪齒圈采用青銅：減摩、耐磨性、抗膠合。材料蝸桿采用碳素鋼與合金鋼：表面光潔、硬度高。材料牌號選擇：高速重載蝸桿：20Cr,20CrMnTi(滲碳淬火5662HRC)40Cr 42SiMn 45 (表面淬火4555HRC)或一般蝸桿：40 45 鋼調(diào)質(zhì)處理(硬度為220250HBS)蝸輪材料： vSvS vS vS浙江大學(xué)專用1212645其他情況HRC45滑動速度 vsm/sfff0.010.100.501.002.003.004.0

6、05.008.0010.015.024.00.110.080.0550.0450.0350.0280.0240.0220.0180.0160.0140.0136.284.573.152.5821.61.371.261.030.920.80.740.120.090.0650.0550.0450.0350.0310.0290.0260.0240.0206.845.143.723.152.5821.781.661.491.371.150.180.130.090.070.0550.0450.040.0350.0310.27.45.1443.152.582.2921.72tg分析：=（0.950.97）

7、tg(+) - 對動力傳動，宜采用多頭蝸桿過大 蝸桿加工困難時，效率增加很少。當(dāng) 28當(dāng) 時，蝸桿具有自鎖性，但效率很低。50%上述公式不直觀，工程上常用以下估計值。z1=1 z1=2 z1=4z1=1、2=0.700.75 =0.750.82 =0.870.92=0.600.70閉式傳動：開式傳動：浙江大學(xué)專用二、蝸桿傳動的潤滑若潤滑不良，效率顯著降低早期膠合或磨損潤滑對蝸桿傳動而言，至關(guān)重要。潤滑油粘度的選擇：表6-6齒輪傳動潤滑油粘度薦用值浙江大學(xué)專用齒輪材料強度極限圓周速度 v(m/s)25運動粘度v/cSt（40 ）塑料、鑄鐵、青銅3502201501008055鋼450100050

8、035022015010080551000125050050035022015010080滲碳或表面淬火鋼12501580900500500350220150100潤滑方式的選擇：當(dāng)vs 510m/s時，采用油池浸油潤滑。為了減少攪油損失，下置式蝸桿不宜浸油過深。當(dāng)v1 4 m/s時，采用蝸桿在上的結(jié)構(gòu)。當(dāng)vs 1015m/s時，采用壓力噴油潤滑。浙江大學(xué)專用三、蝸桿傳動的熱平衡計算原因：效率低，發(fā)熱量大，散熱不充分會使油溫溫升過高對閉式，粘度降低，潤滑失效，出現(xiàn)嚴重磨損和膠合。內(nèi)容：蝸桿傳動正常連續(xù)工作時，單位時間產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于或小于箱體單位時間散發(fā)的熱量，保證溫升穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。分析過程：單位時間發(fā)熱量：單位時間散發(fā)熱量：W）（W）熱平衡時，PsPc，則熱平衡條件為：（）式中：P輸入功率，kW；k平均散熱系數(shù)，W/m2；A - 有效散熱面積，m2； h傳動效率；t2環(huán)境溫度，；t1 潤滑油的工作溫度，一般由于t1蝸桿傳7動5效率8低5，發(fā)熱，量大，若不及時散熱，不超過90。浙江大學(xué)專用會引起箱體內(nèi)，油溫升高，潤滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算t= 1000P(1 - h) + t t1kA2Pc= kA(t1 - t2 )Ps= 1000 P(1 - h（)不能滿足要求時，可采取冷