蜗杆机构讲课稿学习教案

1、会计学1蜗杆机构蜗杆机构(jgu)讲课稿讲课稿第一页，共44页。11-1 蜗杆传动概述蜗杆传动概述(i sh)11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)11-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数与蜗杆传动的参数与尺寸尺寸11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计第1页/共43页第二页，共44页。根据根据(gnj)蜗杆形状蜗杆形状分类：分类：圆柱圆柱(yunzh)蜗杆传动蜗杆传动环面蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动锥蜗杆传动11-2 蜗

2、杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)第2页/共43页第三页，共44页。根据蜗杆曲线齿廓形状根据蜗杆曲线齿廓形状(xngzhun)分类分类:11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)一、圆柱一、圆柱(yunzh)蜗杆传蜗杆传动动普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动1.普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆(ZA蜗杆蜗杆) 端面齿廓：端面齿廓：阿基米德螺线阿基米德螺线20轴面齿廓：轴面齿廓：直线直线0=20第3页/共43页第四页，共44页。11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng) 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆(ZN蜗杆蜗杆)法面

3、齿廓：法面齿廓：直线直线(zhxin)也用车床加工也用车床加工(ji gng)(ji gng)但磨削较困难但磨削较困难NNII直廓N-N20凸廓I-Idx延伸渐开线延伸渐开线第4页/共43页第五页，共44页。11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng) 渐开线蜗杆渐开线蜗杆(ZI蜗杆蜗杆)也用车床加工，也用车床加工，用磨床用磨床(mchung)(mchung)磨削磨削IIIIIIIIIIII直廓直廓凸廓凸廓I-I凸廓凸廓II-IIIII-III00基圆基圆端面齿廓：端面齿廓：渐开线渐开线db第5页/共43页第六页，共44页。11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng) 锥面包络

4、锥面包络(bo lu)(bo lu)圆柱蜗杆圆柱蜗杆(ZK(ZK蜗杆蜗杆) ) 用铣床用铣床(xchung)(xchung)加工，且便于在磨床上磨削，故蜗杆精度较高，加工，且便于在磨床上磨削，故蜗杆精度较高，应用日益广泛。应用日益广泛。第6页/共43页第七页，共44页。一、圆柱一、圆柱(yunzh)蜗杆传蜗杆传动动2.圆弧圆柱圆弧圆柱(yunzh)蜗杆传动蜗杆传动(ZC蜗杆蜗杆)11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng) 蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制的。车刀切制的。 圆弧圆柱蜗杆传动的特点圆弧圆柱蜗杆传动的特点: 效率高，一般可达效率高，一

5、般可达90%以上；以上； 接触为线接触接触为线接触，承载能力高，一般情况下，承载能力高，一般情况下约为普通圆柱蜗杆传动的约为普通圆柱蜗杆传动的1.52.5倍；倍； 与普通圆柱蜗杆传动相比，具有体积小，与普通圆柱蜗杆传动相比，具有体积小，质量小，结构紧凑等优点。质量小，结构紧凑等优点。 已广泛应用到冶金、矿山等重型机械设已广泛应用到冶金、矿山等重型机械设备的减速机构中。备的减速机构中。 sfsasrfrarlhfhamL0第7页/共43页第八页，共44页。11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)二、环面蜗杆传动二、环面蜗杆传动 环面蜗杆传动的特点：环面蜗杆传动的特点： 1. 同时参与

6、啮合同时参与啮合(nih)的齿数多，传动平稳，且承载能力强，约为阿基米德蜗杆传动的的齿数多，传动平稳，且承载能力强，约为阿基米德蜗杆传动的24倍；倍； 2. 齿面有利于润滑油膜的形成，传动效率高，一般可达齿面有利于润滑油膜的形成，传动效率高，一般可达8590可；可； 3. 要求制造和安装精度高要求制造和安装精度高 第8页/共43页第九页，共44页。11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)三、锥蜗杆传动三、锥蜗杆传动 上述各类蜗杆的配对上述各类蜗杆的配对(pi du)(pi du)蜗轮，均是按范成法原理，在滚齿机上用滚刀加工的。蜗轮滚刀齿廓与相应的蜗杆齿廓一致；滚切时的中心距，也与蜗

7、杆传动的中心距相同。蜗轮，均是按范成法原理，在滚齿机上用滚刀加工的。蜗轮滚刀齿廓与相应的蜗杆齿廓一致；滚切时的中心距，也与蜗杆传动的中心距相同。配对配对(pi du)蜗轮的加工蜗轮的加工特点：特点： 同时接触的点数较多，重合度大；同时接触的点数较多，重合度大； 传动比范围大，一般为传动比范围大，一般为10360； 承载能力和效率较高，可节约有色金属；承载能力和效率较高，可节约有色金属； 制造安装简便，工艺性好。制造安装简便，工艺性好。第9页/共43页第十页，共44页。11-1 蜗杆传动概述蜗杆传动概述(i sh)11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)11-3 普通普通(ptng)

8、蜗杆传动的参数蜗杆传动的参数与尺寸与尺寸11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计第10页/共43页第十一页，共44页。中间平面中间平面2阿基米德阿基米德( j m d)( j m d)蜗蜗杆传动：杆传动：蜗杆与蜗轮啮合蜗杆与蜗轮啮合(nih)时，在中间平面上相当于齿轮齿条的啮合时，在中间平面上相当于齿轮齿条的啮合(nih)。11-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数蜗杆传动的参数与尺寸与尺寸蜗杆的轴面蜗杆的轴面蜗轮的端面蜗轮的端面第11页/

9、共43页第十二页，共44页。一、模数一、模数m和压力和压力(yl)角角a 正确啮合条件：蜗杆的轴面模数、压力正确啮合条件：蜗杆的轴面模数、压力(yl)角应与蜗轮的端面角应与蜗轮的端面模数、压力模数、压力(yl)角相等，即角相等，即 且蜗杆的导程角且蜗杆的导程角1蜗轮的螺旋角蜗轮的螺旋角2 ma1= mt2 = m a1= t2= 11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸普通蜗杆传动的参数与尺寸中间平面中间平面2蜗杆的轴面蜗杆的轴面蜗轮的端面蜗轮的端面第12页/共43页第十三页，共44页。1. 模数模数m模数模数m取标准值，与齿轮模数系列取标准值，与齿轮模数系列(xli)不同。不同。第一系列第一系列1

10、, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40第二系列第二系列1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14蜗杆模数蜗杆模数m值值 GB10088-882. 压力压力(yl)角角 GB10087-88阿基米德阿基米德( j m d)蜗杆压力角标准值：蜗杆压力角标准值：=20分度传动，推荐用分度传动，推荐用 =15或或 12 动力传动，当动力传动，当 30,推荐：推荐：=2511-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸普通蜗杆传动的参数与尺寸第13页/共43页第十四页，共44页。二、蜗杆的分

11、度圆直径二、蜗杆的分度圆直径(zhjng)d1由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀(n do)配对加工而成的，为了限制配对加工而成的，为了限制滚刀滚刀(n do)的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径直径d1。 q= d1 m蜗杆的直径系数。蜗杆的直径系数。11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸普通蜗杆传动的参数与尺寸m(mm)11.251.622.5d1(mm)1820 22.420 28(18)22.4(28)35.5(22.4)28(35.5)45m2d1(mm3)183

12、1.25 3551.2 71.687289.6112142140175221.9281m(mm)3.1545d1(mm)(28)35.5(45)56(31.5)40(50)71(40)50(63)90m2d1(mm3)277.8352.2446.555650464080011361000125015752250m(mm)6.3810d1(mm)(50)63(80)112(63)80(100)140(71)90(112)160m2d1(mm3)19852500317544454032537664008960710090001120016000m(mm)12.51620d1(mm)(90)112(

13、140)200(112)140(180)250(140)160(224)315m2d1(mm3)14062175002187531250286723584046080640005600064000896000126000第14页/共43页第十五页，共44页。tan( )tan()v三、蜗杆的头数三、蜗杆的头数z111-3 普通蜗杆传动的参数普通蜗杆传动的参数(cnsh)与尺寸与尺寸较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率率较低；蜗杆头数越多，传动效率(xio l)越高，但蜗杆头数过多时

14、不易加工。通越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为常蜗杆头数取为1、2、4、6。蜗杆传动的效率：蜗杆传动的效率： 蜗杆传动可以视为螺杆与螺母间的螺旋传动蜗杆传动可以视为螺杆与螺母间的螺旋传动, ,故蜗杆传动的效率符合下式故蜗杆传动的效率符合下式: : 且有且有 1221nzinz第15页/共43页第十六页，共44页。 d1P=maz1=1d1分度圆周长分度圆周长pa 因为蜗杆的模数因为蜗杆的模数m、分度圆直径、分度圆直径d1由强度由强度(qingd)计算获得，是一组确定值计算获得，是一组确定值,所以齿距所以齿距pama也为确定值。也为确定值。11-3 普通蜗杆传动的参数普通蜗杆传动的

15、参数(cnsh)与尺寸与尺寸d1papz=z1paz1=2 d1分度圆周长分度圆周长pz=z1pa故有故有 z1第16页/共43页第十七页，共44页。四、导程角四、导程角 11111tanzmz mzddqd1(分度圆周长)mz1md d1 11 111-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数蜗杆传动的参数与尺寸与尺寸规定规定(gudng)蜗杆的直径系数蜗杆的直径系数: q= d1m 蜗杆的直径：蜗杆的直径： d1 = m q 蜗轮的直径：蜗轮的直径：d2 = m z2六、中心距六、中心距mzqdda)(21)(212211221nzinz 21dd五、传动比五、传动比 i第17页/共43页第

16、十八页，共44页。11-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数蜗杆传动的参数与尺寸与尺寸蜗轮齿数主要取决于传动比，即蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2= i z1 。 z2不宜太小（如不宜太小（如z226)，否则啮合区域显著减小，同时参与啮合，否则啮合区域显著减小，同时参与啮合的蜗轮齿数减少，传动平稳性变差。的蜗轮齿数减少，传动平稳性变差。 z2也不宜太大，否则在模数一定也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径增大时，蜗轮直径增大(zn d)，使相啮合的蜗杆变长，支承间距加大，使相啮合的蜗杆变长，支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。降低蜗杆的弯曲刚度。七、蜗轮齿数七、蜗轮齿数z2蜗杆头数蜗杆头数z1

17、与蜗轮齿数与蜗轮齿数z2的荐用值的荐用值i=Z2/Z1Z1Z256293171542961143022961298212982第18页/共43页第十九页，共44页。普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算名名 称称计计 算算 公公 式式蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径齿顶高齿顶高齿根高齿根高顶圆直径顶圆直径根圆直径根圆直径蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距径向间隙径向间隙中心距中心距蜗蜗 杆杆蜗蜗 轮轮d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m df =1.2mq df =1.2mq da1=m(q+2) da1=m(q+2)

18、df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px= mc=0.2 ma=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)11-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数与蜗杆传动的参数与尺寸尺寸第19页/共43页第二十页，共44页。11-1 蜗杆传动概述蜗杆传动概述(i sh)11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型(lixng)11-3 普通蜗杆传动的参数普通蜗杆传动的参数(cnsh)与与尺寸尺寸11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计圆柱蜗

19、杆和蜗轮的结构设计第20页/共43页第二十一页，共44页。一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用(chn yn)材料材料 但由于蜗杆传动齿面相对滑动速度但由于蜗杆传动齿面相对滑动速度(sd)vs大，增加了产生胶合和磨损失效的可能大，增加了产生胶合和磨损失效的可能性。性。11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算与齿轮传动相比，具有相似的失效形式。与齿轮传动相比，具有相似的失效形式。另外，若蜗杆较长，还应进行蜗杆刚度计算。另外，若蜗杆较长，还应进行蜗杆刚度计算。 闭式传动：润滑良好时，多因齿面点蚀而失效。闭式传动：润滑良好时，多因齿面点蚀

20、而失效。 润滑不良时，将发生齿面胶合失效。润滑不良时，将发生齿面胶合失效。 设计准则：按齿面接触强度进行设计，设计准则：按齿面接触强度进行设计， 再按齿根弯曲强度进行较核。再按齿根弯曲强度进行较核。 同时，同时，为保证散热，还应进行热平衡计算为保证散热，还应进行热平衡计算。 开式传动：多发生齿面磨损和轮齿折断，开式传动：多发生齿面磨损和轮齿折断， 设计准则：按齿根弯曲强度进行设计。设计准则：按齿根弯曲强度进行设计。1. 失效形式及设计准则失效形式及设计准则第21页/共43页第二十二页，共44页。2. 常用常用(chn yn)材料材料蜗轮：有色金属蜗轮：有色金属(yus jnsh)（铸锡青铜、铸

21、铝铁青铜、灰铸铁等）（铸锡青铜、铸铝铁青铜、灰铸铁等） 高速重载：高速重载：15Cr、20Cr渗碳淬火，或渗碳淬火，或45钢、钢、40Cr淬火。淬火。 低速中轻载：低速中轻载：45钢调质。钢调质。同齿轮，五种失效形式都有。材料的基本要求：足够的强度、减摩、耐磨和抗胶合性材料的基本要求：足够的强度、减摩、耐磨和抗胶合性蜗杆蜗杆：钢材钢材11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算 蜗轮材料较弱，失效经常发生在蜗轮的轮齿上蜗轮材料较弱，失效经常发生在蜗轮的轮齿上按按蜗轮轮齿进行承载能力计算蜗轮轮齿进行承载能力计算。第22页/共43页第二十三页，共44页。二、蜗杆传动的受力分析二、

22、蜗杆传动的受力分析(fnx)11-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的承载能蜗杆传动的承载能力计算力计算11212dTFFattan221trrFFF22212dTFFta圆周力圆周力Ft主反从同主反从同 径向力径向力Fr指向各自的轮心指向各自的轮心 主动轮轮齿左旋（或右旋）伸左手（或右手），四指沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指主动轮轮齿左旋（或右旋）伸左手（或右手），四指沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动轮所受的所指即为主动轮所受的Fa1的方向，的方向，Ft2与与Fa1方向相反。方向相反。 轴向力轴向力Fa主动轮左右手螺旋法则主动轮左右手螺旋法则T2= T1 i Ft1Fr1Fn1F

23、a1nd1n1PFa1n1Ft1Fr1Pd2n2Fa2Ft2Fr2P第23页/共43页第二十四页，共44页。F Ft1t1 F Fa1a1n n1 1F Ft2t2F Fr2r2F Fa2a2F Fr1r1n n2 2 图示蜗杆传动，轮图示蜗杆传动，轮1 1主动，转动主动，转动(zhun dng)(zhun dng)方向如图所示。方向如图所示。试在图中标出试在图中标出Ft1 Ft2 Fr1 Fr2 Fa1 Fa2Ft1 Ft2 Fr1 Fr2 Fa1 Fa2的方向。的方向。n n1 111-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的承载能蜗杆传动的承载能力计算力计算第24页/共43页第二十五页，共44

24、页。ca122H2231201111()11()nEEHFKFKTZZ ZLaLEE三、蜗杆传动强度三、蜗杆传动强度(qingd)计算计算1. 蜗轮齿面接触蜗轮齿面接触(jich)疲劳强度计算疲劳强度计算11-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的承载能蜗杆传动的承载能力计算力计算将将Fn换算成换算成T2和和d2的关系式，的关系式，将将d2、L0、 换算成中心距的函数换算成中心距的函数Z 接触系数接触系数，即，即 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K载荷系数载荷系数KKAKVK，其中，其中KA为使用系数，由下表确定。为使用系数，由下

25、表确定。工作类型工作类型载荷性质载荷性质均匀、无冲击均匀、无冲击不均匀、小冲击不均匀、小冲击不均匀、大冲击不均匀、大冲击每小时起动次数每小时起动次数25 2550 50 起动载荷起动载荷小小较大较大大大KA11.151.2KV为动载系数，当蜗轮速度为动载系数，当蜗轮速度v23m/s时，时，KV=11.1； 当蜗轮速度当蜗轮速度v23m/s时，时，KV=1.11.2。K为齿向载荷分布系数，载荷平稳时，为齿向载荷分布系数，载荷平稳时，K=1； 载荷变化时，载荷变化时，K=1.11.3。z z 的确定的确定3.63.22.82.42.0 0.20.250.30.350.40.450.50.55 0.

26、6d1/aZC蜗杆蜗杆z ZI蜗杆蜗杆(ZA,AN,ZK蜗杆亦蜗杆亦可近似查用可近似查用)第25页/共43页第二十六页，共44页。H 蜗轮的许用接触应力蜗轮的许用接触应力蜗轮：有色金属蜗轮：有色金属(yus jnsh)（铸锡青铜、铸铝铁青铜、灰铸铁等）（铸锡青铜、铸铝铁青铜、灰铸铁等）11-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的承载能力蜗杆传动的承载能力计算计算 当蜗轮材料当蜗轮材料铸锡青铜铸锡青铜时，因其耐磨、减摩性较好，时，因其耐磨、减摩性较好， 故主要失效形式为故主要失效形式为齿面点蚀齿面点蚀蜗轮材料若为铸锡青铜，则下表的蜗轮材料若为铸锡青铜，则下表的H为基本许用接触应力，而为基本许用接触应

27、力，而 N=60jn2Ln 铸锡青铜蜗轮的基本许用接触应力铸锡青铜蜗轮的基本许用接触应力H (MPa) 蜗蜗 轮轮 材材 料料铸铸 造造 方方 法法蜗杆螺旋面的硬度蜗杆螺旋面的硬度45HRC45HRC铸锡磷青铜铸锡磷青铜ZCuSn10P1砂模铸造砂模铸造150180金属模铸造金属模铸造220268铸锡锌铅青铜铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5砂模铸造砂模铸造113135金属模铸造金属模铸造128140注：锡青铜的基本许用接触应力为应力循环次数注：锡青铜的基本许用接触应力为应力循环次数N=107时之值，当时之值，当N107时，需将表时，需将表 中数值乘以寿命系数中数值乘以寿命系数KHN； 当当

28、N25107时，取时，取N=25107；当；当N2.6105时，取时，取N=2.6105。7810HHNHHKN第26页/共43页第二十七页，共44页。H 蜗轮的许用接触应力蜗轮的许用接触应力11-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的承载能蜗杆传动的承载能力计算力计算 当蜗轮材料当蜗轮材料(cilio)铸铝铁青铜或铸铁时，其主要失效形式为铸铝铁青铜或铸铁时，其主要失效形式为 齿面胶合。其许用应力直接在下表选取。齿面胶合。其许用应力直接在下表选取。 因目前尚无完善的胶合强度计算公式，故采用接触强度计算因目前尚无完善的胶合强度计算公式，故采用接触强度计算 是一种条件性计算。此时蜗轮的是一种条件性计算

29、。此时蜗轮的H将考虑相对滑动速度将考虑相对滑动速度vs的影的影 响，并不再与应力循环次数响，并不再与应力循环次数N有关。有关。 灰铸铁及铸铝铁青铜蜗轮的许用接触应力灰铸铁及铸铝铁青铜蜗轮的许用接触应力H (MPa)材材 料料滑滑 动动 速速 度度 vs(m/s)蜗杆蜗杆蜗轮蜗轮0.250.250.5123420或或20Cr渗碳、渗碳、淬火，淬火，45号钢淬号钢淬火，齿面硬度大火，齿面硬度大于于45HRC灰铸铁灰铸铁HT15020616615012795灰铸铁灰铸铁HT250250202182154115铸铝铁青铜铸铝铁青铜ZCuAl10Fe325023021018016045号钢或号钢或Q27

30、5灰铸铁灰铸铁HT15017213912510679灰铸铁灰铸铁HT20020816815212896第27页/共43页第二十八页，共44页。YYZKTdmYYmddKTFaFFFa222122212F53. 153. 1设计计算：校核计算： 2. 蜗轮齿根弯曲蜗轮齿根弯曲(wnq)疲劳强度计算疲劳强度计算 由于蜗轮轮齿的齿形比较复杂，要精确计算齿根弯曲应力是比较困由于蜗轮轮齿的齿形比较复杂，要精确计算齿根弯曲应力是比较困难的。所以通常难的。所以通常(tngchng)采用条件性计算：将蜗轮近似地视为斜齿采用条件性计算：将蜗轮近似地视为斜齿轮，按斜齿轮弯曲强度计算。轮，按斜齿轮弯曲强度计算。11

31、-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算F 蜗轮的许用弯曲应力蜗轮的许用弯曲应力YFa蜗轮齿形系数，由蜗轮的当量齿数蜗轮齿形系数，由蜗轮的当量齿数zv2=z2/cos3 和蜗轮的变位和蜗轮的变位系数从教材图系数从教材图11-19中查得。中查得。Y螺旋角影响系数，螺旋角影响系数，Y=1-/140 蜗轮的许用弯曲应力蜗轮的许用弯曲应力F=FKFN ，其中，其中F为计入齿根应力校正系数为计入齿根应力校正系数Ysa2后蜗轮的基本许用应力，由下表选取；后蜗轮的基本许用应力，由下表选取；KFN为寿命系数为寿命系数 蜗轮的基本许用弯曲应力蜗轮的基本许用弯曲应力F (MPa)蜗轮材料蜗轮材料

32、 铸造方法铸造方法单侧工作单侧工作 0F双侧工作双侧工作 -1F铸锡青铜铸锡青铜ZCuSn10P1 砂模铸造砂模铸造 4029金属模铸造金属模铸造 5640铸锡锌铅青铜铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5 砂模铸造砂模铸造 2622金属模铸造金属模铸造 3226铸铝铁青铜铸铝铁青铜ZCuAl10Fe3 砂模铸造砂模铸造 8057金属模铸造金属模铸造 9064灰铸铁灰铸铁HT150砂模铸造砂模铸造 4028HT200砂模铸造砂模铸造 48349610NKFNnLjnN260第28页/共43页第二十九页，共44页。 四、蜗杆刚度四、蜗杆刚度(n d)计算计算11-4 普通普通(ptng)蜗杆传动的

33、承载蜗杆传动的承载能力计算能力计算五、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择五、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择与齿轮传动类似，蜗杆传动的精度也分与齿轮传动类似，蜗杆传动的精度也分12级，级，1级精度最高，第级精度最高，第12级精度最级精度最低。精度选择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆周速度等为依据来确定。低。精度选择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆周速度等为依据来确定。 由蜗杆的结构和受力情况可知，对蜗杆传动除了进行蜗轮轮齿部分的强度计由蜗杆的结构和受力情况可知，对蜗杆传动除了进行蜗轮轮齿部分的强度计算外，还应对蜗杆进行刚度计算。蜗杆的刚度计算通常是把蜗杆看作以蜗杆齿根算外，还应对

34、蜗杆进行刚度计算。蜗杆的刚度计算通常是把蜗杆看作以蜗杆齿根圆直径为直径的轴段，校核其弯曲刚度，即：圆直径为直径的轴段，校核其弯曲刚度，即： mmmm式中：式中：I I为蜗杆危险截面的惯性矩为蜗杆危险截面的惯性矩 mmmm4 4L为蜗杆两端支承间的跨距，视具体结构而定，初步计算时可取为蜗杆两端支承间的跨距，视具体结构而定，初步计算时可取 mmmmyy为许用的最大挠度，为许用的最大挠度， mmmm 6441fdI yLEIFFyrt321214829 . 0 dL 10001dy 第29页/共43页第三十页，共44页。11-1 蜗杆传动概述蜗杆传动概述(i sh)11-2 蜗杆传动的类型蜗杆传动的

35、类型(lixng)11-3 普通普通(ptng)蜗杆传动的参数蜗杆传动的参数与尺寸与尺寸11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算普通蜗杆传动的承载能力计算11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计第30页/共43页第三十一页，共44页。一、蜗杆传动的效率一、蜗杆传动的效率(xio l)11啮合摩擦损耗啮合摩擦损耗(no)no)的效率；的效率；123 2轴承摩擦损耗的效率；轴承摩擦损耗的效率； 3搅油损耗的效率；搅油损耗的效率； 1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：

36、1tantan()v且且 Z1设计之初，为了近似地求出蜗轮轴上的扭矩设计之初，为了近似地求出蜗轮轴上的扭矩T2，效率可作如下估算：，效率可作如下估算：蜗杆头数蜗杆头数总总 效效 率率 0.70 0.80 0.90 0.95式中：式中： 蜗杆的导程角；蜗杆的导程角； v当量摩擦角。当量摩擦角。 11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡第31页/共43页第三十二页，共44页。12p1齿面间的相对滑动齿面间的相对滑动(hudng)速度速度vS ：vS = v2 2+ v1 2作速度作速度(sd)向量图，得向量图，得:v22 v1= v1 / cos 11p2v1v2

37、vs11-5 普通普通(ptng)蜗杆传动的效率、润滑与热蜗杆传动的效率、润滑与热平衡平衡第32页/共43页第三十三页，共44页。二、蜗杆传动的润滑二、蜗杆传动的润滑(rnhu)若润滑若润滑(rnhu)不良不良效率效率显著降低显著降低早期胶合或磨损早期胶合或磨损润滑对蜗杆传动而言，至关重要。润滑对蜗杆传动而言，至关重要。 蜗杆传动所采用的润滑油、润滑方法及润滑装置与齿轮传动的基本相同。蜗杆传动所采用的润滑油、润滑方法及润滑装置与齿轮传动的基本相同。11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡蜗杆传动的相对滑动蜗杆传动的相对滑动 速度速度vs/(m/s)0102.5

38、055101015152525载荷类型载荷类型重重重重中中(不限不限)(不限不限)(不限不限)(不限不限)运动粘度运动粘度v40/cSt90050035022015010080给油方法给油方法油池润滑油池润滑喷油润滑喷油润滑 或或油池润滑油池润滑喷油润滑时的喷油压力喷油润滑时的喷油压力/MPa0.723第33页/共43页第三十四页，共44页。润滑方式润滑方式(fngsh)的选择：的选择：当当v1510 m/s时，采用油池浸油润滑时，采用油池浸油润滑(rnhu)。润滑。润滑(rnhu)油量的选择既要考虑充分的润滑油量的选择既要考虑充分的润滑(rnhu)，又不致产生过大的搅油损耗。，又不致产生过大

39、的搅油损耗。 当当v1 5 m/sv1 5 m/s时，蜗杆置于上方（上置式）。时，蜗杆置于上方（上置式）。浸油深度浸油深度(shnd)(shnd)约为蜗轮外径的约为蜗轮外径的1/31/3当当v144 5 m/s时，时，蜗杆置于下方蜗杆置于下方（下置式）。（下置式）。浸油深度应为蜗杆的一个齿高浸油深度应为蜗杆的一个齿高给油方法包括：给油方法包括：油池润滑油池润滑、喷油润滑喷油润滑等。等。11-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡油池润滑油池润滑第34页/共43页第三十五页，共44页。当当vs 1015 m/svs 1015 m/s时，采用时，采用(ciyng)(c

40、iyng)压力喷油润滑。喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。压力喷油润滑。喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。压力压力(yl)喷油润滑喷油润滑11-5 普通蜗杆传动的效率普通蜗杆传动的效率(xio l)、润滑与热平、润滑与热平衡衡第35页/共43页第三十六页，共44页。三、三、 蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡计算(j (j sun)sun) 由于(yuy)传动效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。如果产生的热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会使润滑条件恶化，增大摩擦损失，甚至发生胶合。单位时间内的单位时间内的发热量发热量：)1 (10001P单位时间内的单位时间内的散热量散热量：)(2aodttSd箱体表面的散热系数，可取箱体表面的散热系数，可取d (8.1517.45)W/(m2)；S 箱体的可散热面积箱体的可散热面积(m2)， 指箱体外壁与空气接触而内壁被油飞溅到的箱壳面积指箱体外壁与空气接触而内壁被油飞溅到的箱壳面积。对于箱体上的散热片，其散热面积按。对于箱体上的散热片，其散热面积按50%计算；计算；t0润滑油的工作温度润滑油的工作温度()；ta环境温度环境温度()。2111-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡第36页/共43页第三十七页，共44页。则箱体内则箱体内(t ni)的工作的工作