《汽车机械基础》中职课件08项目八蜗杆传动

1、项目八 蜗杆传动 蜗杆传动的特点和类型8.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数8.2蜗杆传动的失效形式、材料和结构 8.3 圆柱蜗杆传动的受力分析和强度计算8.4 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡8.58.1 蜗杆传动的特点和类型 蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，蜗杆传动用于传递空间交错成90的两轴之间的运动和动力。与其他机械传动比较，蜗杆传动具有以下特点： 1、传动比大，结构紧凑。 2、传动平稳，无噪音。 3、具有自锁性。 4、蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。 5、发热量大，齿面容易磨损，成本高。8.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 8.2.1 模数和压力角8.2.2 蜗杆头

2、数、蜗轮齿数和传 动比 8.2.3 蜗杆直径系数和导程角8.2.4 蜗杆传动的滑动速度1、模数和压力角 为了方便加工，规定蜗杆的轴向模数为标准模数。蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴向模数，因此蜗轮端面模数也应为标准模数。标准模数系列见见本教材（表8-1）。压力角标准值为20。2、蜗杆头数、蜗轮齿数和传动比 选择蜗杆头数z1时，主要考虑传动比、效率及加工等因素。通常蜗杆头数z1=1、2、4。若要得到大的传动比且要求自锁时，可取z1=1；当传递功率较大时，为提高传动效率，可采用多头蜗杆，通常取z1=2或4。 蜗轮齿数z2=iz1，为了避免蜗轮轮齿发生根切，z2不应小于26，但不宜大于80。对于蜗杆为主动

3、件的蜗杆传动，其传动比为： i=n1/n2= z2/z13、蜗杆的直径系数和导程角 蜗杆螺旋面和分度圆柱的交线是螺旋线，展开的螺旋线与水平线之间的夹角为蜗杆分度圆柱上的螺旋线导程角。 在蜗杆传动中，规定q=d1/m称为蜗杆直径系数，表示蜗杆分度圆直径与模数的比。 4、蜗杆传动的滑动速度 蜗杆传动即使在节点处啮合，齿廓之间也有较大的相对滑动。设蜗杆的圆周速度为v1，蜗轮的圆周速度为v2，v1和v2呈90角，而使齿廓之间产生很大的相对滑动，此时的速度可称之为相对滑动速度。 相对滑动速度是沿蜗杆螺旋线方向。齿廓之间的相对滑动引起磨损和发热，导致传动效率降低。8.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 8

4、.3.1 蜗杆传动的主要失效形式 8.3.2 蜗杆传动的材料 8.3.3 蜗杆和蜗轮的结构 1、蜗杆传动的主要失效形式 由于材料方面的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，故失效常发生在蜗轮齿上。因此轮齿强度计算是针对蜗轮进行的。蜗杆传动的相对滑动速度大，因摩擦引起的发热量大、效率低，故主要失效形式为胶合，其次才是点蚀和磨损。 2、蜗杆传动的材料 蜗杆传动材料时不仅要满足强度要求，更重要的是具有良好的减摩性、抗磨性和抗胶合的能力。蜗杆一般用碳素钢或合金钢制造。 蜗轮常用锡青铜、无锡青铜或铸铁制造。近年来，随着塑料工业的发展，也可用尼龙或增强尼龙来制造蜗轮。3、蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆通

5、常与轴做成一体，除螺旋部分的结构尺寸取决于蜗杆的几何尺寸外，其余的结构尺寸可参考轴的结构尺寸而定。蜗轮的结构有整体式和组合式两类。8.4 圆柱蜗杆传动的受力分析和强 度计算 8.4.1 蜗杆传动的受力分析和计 算载荷 8.4.2 圆柱蜗杆传动的强度计算 1、蜗杆传动的受力分析和计算载荷 蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似。齿面上的法向力Fn可分解为三个相互垂直的分力：圆周力Ft，径向力Fr和轴向力Fa。由于蜗杆轴与蜗轮轴交错成90角，所以蜗杆圆周力Ft1等于蜗轮轴向力Fa2，蜗杆轴向力Fa1等于蜗轮圆周力Ft2，蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2。 2、圆柱蜗杆传动的强度计算 （1）蜗轮齿

6、面的接触强度计算 蜗轮齿面的接触强度计算与斜齿轮相似，以蜗杆蜗轮在节点处啮合的相应参数代入赫芝公式，可得青铜或铸铁蜗轮轮齿齿面接触强度的校核公式。（2）蜗轮轮齿弯曲强度计算 因蜗轮轮齿接触强度和热平衡计算所限定的承载能力，通常都能满足弯曲强度的要求，因此只有对于受强烈冲击、振动的传动，或蜗轮采用脆性材料时，才需要考虑蜗轮轮齿的弯曲强度。其计算公式可参阅有关书籍。8.5 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和 热平衡计算 8.5.1 蜗杆传动的效率 8.5.2 蜗杆传动的润滑 8.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 1、蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动工作时，功率的损耗有三部分：轮齿啮合损耗、轴承摩擦损耗和箱体内润滑油搅动的损耗。所以闭式蜗杆传动的总效率为： =123 式中：1为考虑轮齿啮合损耗的效率；2为考虑轴承摩擦损耗的效率；3为考虑搅油损耗的效率。 2、蜗杆传动的润滑 由于蜗杆传动的相对滑动速度大，效率低，发热量大，因此必须注意蜗杆传动的润滑；否则会进一步导致效率显著降低，并会带来剧烈的磨损，甚至产生胶合。蜗杆传动的润滑方法和润滑油粘度可参考本教材（表