第11章蜗杆传动.doc

机械设计 第十一章蜗杆传动第11章 蜗杆传动11.1概述 （模型） 挂图11.1.2 特点和应用（1）主要特点单级传动比大，结构紧凑，效率较低，成本较高（一般小于90）（2）应用常用：两交错轴（90）传动P50km (最大750km)s15m/s 11.1.2分类（1）圆柱蜗杆1） 阿基米德蜗杆-最常用 （ 蜗杆与梯形蜗杆相似、加工方便、精度效率较低）2） 圆弧圆柱蜗杆（杆凹弧形齿，轮凸弧形齿，效率90%以上，承载比普通圆柱蜗杆高50150%） （2）环面蜗杆-润滑状态好，效率高，承载强（3）锥蜗杆-i范围大，平稳性好，承载强，效率高，但正反转不对称11.2 主要参数（1） 基本齿廓主剖面上-等效为齿条与齿轮的啮合以主剖面的参数，尺寸为计算基准、（2）模数m、压力角（蜗轮端面齿距 PZ=m， 蜗杆轴面的齿距 Pa=m） 蜗杆，蜗轮m应相同 阿基米德（ZA）蜗杆轴向压力角a=20（齿形角） （3） 蜗杆分度圆直径d1 (ZA蜗杆中圆)*标准值*定义直径系数:q= d1/m(4) 蜗杆导程角g，头数Z11) tang=Z1*Pa/(*d1)=Z1m/d1=Z1/q 2) 等于蜗轮的螺旋角（） 3) 啮合效率h= tang/ tan（g +j v）当量磨擦角4) g40 hg Z1-g-(5) 传动比i，Z2i=n1/n2=Z1/Z228Z280 一般32Z280平稳性 杆刚度11.3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算11.3.1 蜗杆传动的失效形式，设计准则和常用材料（1）失效形式 1）齿面相对滑动速度vS较大易胶合 2）为抗胶合蜗轮采用较软材料点蚀 3）磨损4）断齿可能性较小 校核后可知余量磨损（2）计算准则胶合：用s HsH作条件性计算 不胶合的许用值由试验获得 其余与齿轮传动相同 （3）常用材料1）基本要求： 足够的强度，良好的跑合性，抗胶合性，耐磨性 蜗杆：钢制 蜗轮：青铜，铸铁2） 常用材料蜗杆： 45，40Cr,调质，表面淬火 20Cr,20CrMnTi,表面渗碳淬火 蜗轮 铸锡青铜，ZcuSn vS 3 m/s 铸铁青铜 vS 4m/s 灰铁，球铁 vS 2m/s(4) 蜗杆、蜗轮结构 杆：整体、装配式 轮：组合式 图11-25 11.3.2 蜗杆传动的受力分析、效率与润滑（1） 受力分析1）作用力关系（忽略摩擦力）Ft2=-Fa1Fa2=-Ft1Fr2=-Fr12)作用力计算 Ft2=2T2/d2, T2=T1i1 Ft1=2T1/d1Fr2= Ft2tgat3) Fa1的方向与蜗轮转的判定 右旋蜗杆-右手 4指，蜗杆转向拇指：Fa1方向Fa1反向（Ft2向）-蜗轮转向左旋-左手 （2 ） 蜗杆传动的效率 h=h1h2h3 jV以vS查表11-18、19vS = v1 /cosg 图11-21h2轴承损耗效率h3溅油损耗效率一般：h=（0.950.96）h1设计时估算：P260（3）润滑1）vS大、易胶合，要求高1） 适当考虑加大润滑油的粘度、添加剂2） 润滑油选择：表11-20、2111.3.3 圆柱蜗杆传动的设计计算（1）计算项目1）点蚀或胶合的条件性计算（主要-确定尺寸）2）校核弯曲疲劳强度 (强度计算对象：蜗轮轮齿)3）工作温度计算、校核4）蜗杆挠度计算 (2) 蜗轮齿面接触（疲劳）* 强度计算ZE(略) Zr-接触系数,以比值d1/a查图11-18d1/a值初选参考：d1/a 值，d1较大，强度刚度，但 ？思考 i=520: d1/a0.50.4,i=2070: d1/a0.40.3KP249设计式以计算值和I查表11-2定a及几何参数(3) 蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算齿形复杂，条件性的概略估算式（11-13）(4) 蜗杆轴的刚度计算式（11-15）（课程设计时用）（5）工作温度计算 -热平衡计算正常工作状态： 发热量=散热量（热平衡）ta-工作环境温度-传动效率ad-表面传热系数 S-箱体散热面积估算式 S9*10-5a1.88 m2 mm(6)