第十一章蜗杆传动

1、第十一章 蜗杆传动第一节 蜗杆传动的类型一、蜗杆传动的特点优点：1）大 可高达1000；2）螺旋传动（相当），多齿啮合，传动平稳，振动小，噪声低；3）当，可实现反向自锁。缺点：1）啮合面间相对滑动速度大，磨擦大，效率低；当有自锁性时，效率更低。2）成本高（蜗轮用贵重的减摩材料制造）；3）安装时对中心距尺寸精度要求高。二、蜗杆传动分类根据蜗杆端面形状：圆柱蜗杆、环面蜗杆、锥蜗杆1、圆柱蜗杆：1）普通圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆（阿基米德螺旋线）法面直廓蜗杆（延伸渐开线）渐开线蜗杆（渐开线）锥面包络圆柱蜗杆（圆锥面族的包络面） 2）圆弧圆柱蜗杆第二节普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算1、中间平

2、面一、 普通圆柱蜗杆传动的主要参数1、和压力角。=, =2、和 3、 , ，=, 少，则大，但效率低，易实现自锁 ，2880s4、导程角 导程，齿距=大，效率高5、中心距 =二、蜗杆传动变位的特点：1、变位原因：为了配凑中心距或提高蜗杆传动承载能力及传动效率2、只变蜗轮、不变蜗杆。变位后，蜗轮节圆、分度圆仍旧重合，但蜗杆的节线，分度线不重合。3、变位传动的应用1）变位前后，蜗轮齿数不变（），蜗杆传动的中心距改变（）则2）变位前后，。因为：，所以，则第三节普通圆柱蜗杆传动承载能力计算一、失效形式、设计准则及材料选择1、 失效形式：闭式：点蚀、胶合开式：齿面磨损和轮齿折断2、 设计准则：闭式：按齿

3、面接触强度设计，按弯曲强度校核、热平衡计算；开式：按齿根弯曲疲劳强度设计，考虑到磨损会使轮齿变薄，将增大10%左右。3、材料选择：由失效知，蜗轮（杆）材料不仅要有足够的强度，更要有良好的耐磨性和磨合性。蜗杆：45、40Cr、40；对于极低速和手动蜗杆，可用铸铁。蜗轮：（考虑两齿面间相对速度）：高速而重要的用铸造锡青铜 3 低速用铸造铝铁青铜 4 极低速轻载用球墨铸铁、灰铸铁2注意：为了防止变形，要对蜗轮进行时效处理。二、 蜗杆传动的受力分析 蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载荷Ft、轴向载荷Fa。在不计摩擦力时，有以下关系： 为蜗

4、轮端面压力角或蜗杆轴面压力角；为蜗杆法面压力角；为分度圆导程角。三、 蜗杆传动的强度计算四、1、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算 校核公式 式中：为啮合齿面上的法向载荷，N；为接触线总长，mm；为综合曲率半径，mm；为材料的弹性影响系数，；为中心距，mm；为蜗杆传动的接触线长度和曲率半径对接触强度的影响系数（接触系数）。为载荷系数，； 设计公式 注意：蜗轮失效形式因其材料的强度和性能的不同而不同，故许用接触应力的确定方法也不同。1）材料为锡青铜（）时,因其抗胶合能力好，故承载能力主要取决于蜗轮的接触疲劳强度。（与应力循环次数N有关） ， 式中：为蜗轮的基本许用接触应力；为接触强度的寿命系数；为应力循

5、环次数；为蜗轮每转一转，每个轮齿啮合的次数；为蜗轮转速；为工作寿命。2）灰铸铁或高强度青铜（），因其抗点蚀能力强，承载能力主要取决于抗胶合能力。（与滑动速度有关）2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算（开式或过多）校核公式 式中：为蜗轮轮齿弧长；为法面模数；为齿根应力校正系数；为轮齿齿形系数；为重合度系数；为螺旋角影响系数。上式化简，得， ， 式中：为计入齿根应力校正系数后蜗轮的基本许用应力。设计公式 四、蜗杆的刚度计算（挠度）蜗杆受力变形，轮齿载荷集中，影响正常啮合。式中；（）分别为蜗杆所受的圆周力（径向力）；为材料的弹性模量；为危险截面的惯性矩；为两端支承间的跨距。五、 普通蜗杆传动的精度等级及其选

6、择1.对蜗轮、蜗杆、蜗杆传动规定了12个精度等级。1）1级精度最高，其余等级依次降低，12级为最低，69级精度应用最多；2）6级精度传动一般用于中等精度的机床传动机构，圆周速度v25m/s3）7级精度用于运输和一般工业中的中等速度的动力传动，圆周速度v2 10 压力喷油开式及半开式或速度较低的闭式蜗杆传动，人工周期加润滑油（脂）。注意：如采用喷油润滑，油嘴应该对准蜗杆啮入端；蜗杆正反转时，两边都要装喷油嘴，而且要控制一定的压力。6、润滑油量：原则上为了有利于动压油膜的形成，且有助散热，要有适当的油量。对于下置蜗杆或侧置蜗杆，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；当为上置蜗杆时，浸油深度应为蜗轮外径的1/3。三、热平衡计算.1、热平衡的原因：齿面间大，啮合低，导致发热量大。若不及时散热，将会使箱体内工作T急剧上升，润滑油粘度下降，润滑失效，磨损加剧，胶合。2.计算目的：限制箱体内温升不超过限度值。3.计算准则： ：发热量；：散热量，式中：为蜗杆传递的功率；为箱体的表面传热系数；为有效散热面积；为油的工作T；为周围空气T。 由=得在既定条件下的油温为 或在既定条件下，保持正常工作温度所需要的散热面积为4、采取措施：1）加大散热面积。2）在蜗杆端装风扇，人工通风。3）在箱体油池内装循环冷却管。4）对于大功率蜗杆传动，可采用压力喷油循环润滑。第六节普通圆柱蜗杆和