汽车机械基础 课件22 空间齿轮传动

空间齿轮机构主

要

内容1圆锥齿轮传动2蜗杆传动齿轮传动直齿轮斜齿轮人字齿轮平面齿轮机构空间齿轮机构圆柱齿轮两轴相交两轴交错圆锥齿轮交错轴齿轮传动蜗轮蜗杆传动直齿斜齿曲齿两轴平行内啮合外啮合齿轮齿条直齿圆锥齿轮曲齿圆锥齿轮斜齿圆锥齿轮空间齿轮机构空间齿轮机构交错轴斜齿轮机构蜗轮蜗杆机构直齿锥齿轮机构锥齿轮机构用来传递空间相交轴之间的运动和动力，两轴间夹角可根据需要确定，常用的轴交角Σ＝90°。*圆柱齿轮中的分度圆柱等，在锥齿轮中分别成为分度圆锥、齿顶圆锥、基圆锥等。锥齿轮的特点是轮齿分布在圆锥面上，轮齿的齿形从大端到小端逐渐缩小。有直齿和曲线齿之分。一、锥齿轮传动概述锥齿轮用于传递两相交轴的运动和动力。一、锥齿轮传动概述直齿锥齿轮传动曲线齿锥齿轮传动一、锥齿轮传动概述

锥齿轮用于相交两轴之间的传动，两轴交角

称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般采用90

。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由大端到小端逐渐收缩变小，大端参数取为标准值。一对锥齿轮的运动可以看成两个锥顶共点的圆锥体相互做纯滚动，这两个锥顶共点的圆锥体就是节圆锥。一、锥齿轮传动概述对应于圆柱齿轮中的各有关“圆柱”在锥齿轮中就变成了“圆锥”，如分度圆锥、节圆锥、基圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥等。正确安装的标准锥齿轮传动：节圆锥与分度圆锥重合一、锥齿轮传动概述轴角：大端分度圆半径：传动比：当时：一、锥齿轮传动概述一对相互啮合直齿锥齿轮投影图：

OCA、

OCB分别为两轮的分度圆锥，AC、BC对应分度圆锥大端的分度圆，OC、OA、OB为分度圆锥的母线。大端背锥母线O1C、O2C与分度圆锥母线OC相互垂直，背锥与锥齿轮大端球面切于大端的分度圆。锥齿轮的背锥过C作OC的垂线交两轮轴线于O1、O2，以O1C、O2C为母线的两个圆锥O1CA、O2CB，称为两齿轮的大端背锥。二、锥齿轮的背锥和当量齿数若在背锥上过C、A和B点沿背锥母线方向取齿顶高和齿根高，则由图可见，背锥面上的齿高部分与球面上的齿高部分非常接近，可认为背锥齿形与锥齿轮大端齿形非常接近，一对锥齿轮大端齿廓的啮合可近似为一对背锥上齿廓的啮合。借助背锥，可将锥齿轮上的球面渐开线简化为背锥展开后的扇形平面直齿轮齿廓进行研究。二、锥齿轮的背锥和当量齿数锥齿轮的背锥将背锥O1CA和O2CB展开为两个平面扇形。以O1C和O2C为分度圆半径，以锥齿轮大端模数为模数，并取标准压力角，按照圆柱齿轮的作图法画出两扇形齿轮的齿廓。该齿廓即为锥齿轮大端的近似齿廓。两扇形齿轮的齿数即为两锥齿轮的真实齿数。二、锥齿轮的背锥和当量齿数锥齿轮的背锥rrvrvδδRO1将扇形齿轮的轮齿补全，得完整的直齿圆柱齿轮，称为锥齿轮的大端当量齿轮。当量齿轮的齿数zv称为锥齿轮的当量齿数。锥齿轮的当量齿数二、锥齿轮的背锥和当量齿数rrvrvδδRO1正确啮合条件：大端模数和大端压力角分别相等两轮的外锥距相等二、锥齿轮的背锥和当量齿数锥齿轮的当量齿数

直齿锥齿轮的齿高由大端到小端逐渐收缩。不等顶隙收缩齿等顶隙收缩齿四、直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算不等顶隙收缩齿齿顶圆锥、齿根圆锥和分度圆锥的锥顶重合，顶隙由大端到小端逐渐缩小。缺点小端轮齿强度较差且润滑不良。四、直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算等顶隙收缩齿齿根圆锥和分度圆锥共锥顶，齿顶圆锥（其母线与另一轮的齿根圆锥母线平行）并不与分度圆锥共锥顶。顶隙由大端到小端不变。优点可改善润滑状况；小端齿高降低，可提高小端轮齿的弯曲强度。常采用等顶隙收缩齿四、直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算由于直齿锥齿轮大端的尺寸最大，测量方便。因此，规定锥齿轮的参数和几何尺寸计算均以大端为准。大端参数：m为标准值，

=20°，h*a=1，c*=0.2。b=(0.25~0.3)R四、直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算

标准直齿锥齿轮的几何尺寸计算公式箭头同时指向或同时背离啮合点。12五、直齿锥齿轮传动锥齿轮旋转方向判别蜗杆传动一、蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，常用于传递空间两垂直交错轴间的运动和动力。通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。一、蜗杆传动的特点和类型1.蜗杆的作用通常二轴交角∑＝90°蜗杆主动、蜗轮从动。作用：

用于传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆蜗轮

一、蜗杆传动的特点和类型1.蜗杆的作用滚齿机分度机构一、蜗杆传动的特点和类型1.蜗杆的作用快速反应装置一、蜗杆传动的特点和类型1.蜗杆的作用

若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β1很大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。1ω1所得齿轮称为:蜗杆。而啮合件称为:蜗轮。蜗杆2ω2蜗轮2.蜗杆的形成一、蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动与一般齿轮传动相比，主要特点为：一、蜗杆传动的特点和类型3.蜗杆的特点（1）传动比大，结构紧凑。

由于蜗杆的头数很小，所以传动比可以很大。一般情况下，单级蜗杆传动比在仅传递运动(如分度机构)时，甚至可达到500以上。因此，一对蜗杆传动即可达到多级齿轮传动的传动比，结构紧凑。（2）传动平稳，无噪声。

因为蜗杆齿是连续的螺旋齿，所以蜗杆传动连续、平稳，噪声很小。（3）具有自锁性。

与螺杆机构相似，当蜗杆的导程角小于相啮合轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮转动，而不能由蜗轮作为主动件，带动蜗杆转动。例如起重设备中就常采用可自锁的蜗杆传动来保证生产的安全性。一、蜗杆传动的特点和类型3.蜗杆的特点蜗杆传动与一般齿轮传动相比，主要特点为：蜗轮蜗杆托森式自锁差速器一、蜗杆传动的特点和类型3.蜗杆的特点托森式自锁差速器一、蜗杆传动的特点和类型3.蜗杆的特点（4）

传动效率低，摩擦磨损较大。在啮合传动时，蜗杆和蜗轮的轮齿间存在较大的相对滑动速度，因此摩擦损耗大，传动效率低且易发热。一般为0.7～0.8，在蜗杆传动可自锁时，效率低于0.5。因此，蜗杆传动不适于传递大功率的场合。

一、蜗杆传动的特点和类型3.蜗杆的特点蜗杆传动与一般齿轮传动相比，主要特点为：（5）

制造成本高。因为磨损严重，所以蜗轮常须采用价格昂贵的减摩材料(青铜)制造，成本较高。一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型圆柱蜗杆按蜗杆形状分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型环面蜗杆按蜗杆形状分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型锥蜗杆按蜗杆形状分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型按螺旋面形状分——圆柱蜗杆圆柱蜗杆用直线刀刃的车刀车削成形，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。可加工出阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆等。普通圆柱蜗杆阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)其端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴向齿廓为直线，加工方法与普通梯形螺纹相似，使刀刃顶平面通过蜗杆轴线。阿基米德蜗杆较容易车削，但难以磨削，不易得到较高精度，应用最为广泛。一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型按螺旋面形状分2轴面呈齿条（直廓）阿基米德螺旋线刃面过轴面渐开线蜗杆(ZI蜗杆)其端面齿廓为渐开线，加工时刀具的切削刃与基圆相切，两把刀具分别切出左、右侧螺旋面。渐开线蜗杆也可以用滚刀加工，并可在专用机床上磨削，制造精度较高，利于成批生产。一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型按螺旋面形状分渐开线db刃面切于基圆柱面因为ZA蜗杆加工方便！请思考：阿基米德蜗杆传动应用广泛，是因为？左旋蜗杆右旋蜗杆(常用)按旋向分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型按旋向分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型2112左旋蜗杆右旋蜗杆按蜗杆螺旋线分一、蜗杆传动的特点和类型4.蜗杆的类型单头、双头、多头d二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸蜗杆蜗轮

中间平面:通过蜗杆轴线并垂直与蜗轮轴线的平面，也叫主平面。相当于蜗杆的轴面(参数加下标x)，蜗轮的端面(参数加下标

t

)。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与齿轮的啮合。蜗杆在该平面内的齿形称为蜗杆的基本齿廓，参数和尺寸均在中间平面内确定，沿用渐开线圆柱齿轮传动的计算公式。蜗杆传动的设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准。二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸中间平面2α蜗杆的齿数（螺旋线的条数）称为头数，用z1表示。z1＝1或2时，分别称为单头蜗杆或双头蜗杆，z1≥3时称为多头蜗杆。

蜗杆的头数一般取为1，2，4。动力传动时常采用双头或多头蜗杆。蜗杆转动一圈，相当于齿条移动z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸1.蜗杆头数z1通常情况下蜗轮齿数z2=28-80；当z2

＜28，会使传动的平稳性降低，且易产生跟切。z2过大→→

蜗杆长度↑

→

刚度、啮合精度↓

蜗轮直径↑二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2.蜗轮齿数z2蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值传动比i7~1314~2728~40>40蜗杆头数z1422、11蜗轮齿数z2

28~5228~5428~80>40蜗杆转动一圈，相当于齿条移动z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。i12=7~80请思考：蜗杆传动中？3.传动比i12二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸若想得到大i12,可取：z1=1，但传动效率低。对于大功率传动,可取：z1=2，或4。d传动比仅与z1和z2有关，而不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径之比。

一对齿轮的传动比：正确啮合条件：Pn1=Pn2Pb1=Pb2二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸4.模数m和压力角α二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸ma1=mt2=m从中间平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形，蜗轮齿形是渐开线齿轮齿形。啮合传动类似于齿轮齿条运动4.模数m和压力角αd1Bp2在中间平面内：蜗杆的轴向模数为ma1，蜗轮的端面模数为mt2

规定在中间平面上的模数和压力角值为标准值。齿轮——法平面蜗轮蜗杆——中间平面

蜗轮——端平面蜗杆——轴平面二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸4.模数m和压力角α蜗杆传动的正确啮合条件：蜗杆的轴向模数ma1和压力角

a1，分别相等于蜗轮的端面模数mt2和压力角

t2并规定该平面内的模数和压力角取标准值，标准模数m见表12-1，标准压力角

为20

。第一系列1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5,40第二系列1.5,3,3.5,4.5,5.56,7,12,14蜗杆模数m值GB10088-88二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸4.模数m和压力角α蜗杆直径d1只能取标准值，并与模数相匹配，不能任意选取。s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱,直径用d1来表示。二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸5.蜗杆直径系数q

切制蜗轮的滚刀，其直径及齿形参数（模数m、螺旋线数z1和导程角

等）必须与相应的蜗杆相同。如果蜗杆分度圆直径d1不作必要的限制，刀具品种和数量势必太多。为了减少刀具数量并便于标准化，对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，并将d1与模数m的比值称为蜗杆直径系数q。d1d2es定义：

q=d1/m可由表8-1计算得到。一般取:

q=8～18。二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸d15.蜗杆直径系数q二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸m11.251.62d1182022.42028(18)22.4(28)35.5m2.53.154d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5)m456.3d140(50)71(40)50(63)90(50)63m6.3810d1(80)112(63)80(100)140(71)90…蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列mm20q=12.528q=17.51.65.蜗杆直径系数q定义：

q=d1/m可由表8-1计算得到。一般取:

q=8～18。d1=

mqq

，d1

，刚度。因此对于模数m较小的蜗杆，q选较大值。

二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸请思考：设计时要求蜗杆刚度大一些，怎么办？d1=mq增大d1d15.蜗杆直径系数q蜗轮分度圆直径按d2=mz2计算。pz1p

z1pd1β1γd1p2

6.蜗杆的导程角γ蜗杆螺旋面和分度圆柱的交线是螺旋线。蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角。二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸d1越小（或q越小），

越大，传动效率越高，但蜗杆的刚度和强度越低。通常，转速高的蜗杆可取较小的d1值，蜗轮齿数z2较大时可取较大的d1值。当导程角

小于当量摩擦角时，蜗轮为主动时则发生自锁。分度圆直径和模数均为标准值，因此导程角的选择也受到限制。6.蜗杆的导程角γ二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸β1:螺旋角γ1

:导程角γ1＋

β1＝90°dβ1γ1蜗轮蜗杆轮齿旋向相同:二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸若

∑＝90°∴γ1＝β2ttβ2β1∵

γ1+β1＝90°蜗轮右旋蜗杆右旋＝β1+β2β1γ1∑蜗杆机构的交错角一般为90。，因此，蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角应相等，γ1＝β2。蜗轮的螺旋角

2：跟齿轮的螺旋角定义一样。β1β2蜗杆蜗轮的正确啮合条件:γ1＝β2（旋向相同）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2蜗杆的压力角

a1=蜗轮的端面压力角

t2蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角应相等（∑=90。）

二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸ad1Bpde22

da2d2df2df1da1hahfh7.中心距标准中心距：ω11p2ttγv1v2vS12pv2n2相对滑动速度方向：啮合处沿蜗杆螺旋线方向8.齿面间滑动速度vS二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸在蜗杆传动中，蜗杆蜗轮传递的是空间垂直交错轴运动，在啮合点蜗杆线速度v1与蜗轮线速度v2方向垂直，引起沿齿向较大的相对滑动速度vs速度方向：沿蜗杆螺旋线方向8.齿面间滑动速度vS二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸式中：v1——蜗杆分度圆的圆周速度(m/s)；d1——蜗杆分度圆的直径(mm)；n1——蜗杆的转速(r/min)；γ——

蜗杆导程角。

速度方向：沿蜗杆螺旋线方向8.齿面间滑动速度vS二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热以及传动效率等都有很大影响。较大的vS引起：易发生齿面磨损和胶合；ω1ω212v2右手四指顺蜗杆转向握拳，拇指垂直于四指方向，则蜗轮在啮合点处的速度方向与拇指的指向相反。左旋蜗杆：使用左手按同样的方法判断。ω11ω22v2右旋蜗杆：二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸9.蜗杆、蜗轮的转动方向确定ω112pω112pω2ω2vp2vp2二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸9.蜗杆、蜗轮的转动方向确定蜗轮蜗杆：根据蜗杆的旋向和转向判断蜗轮的转向二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2112右旋蜗杆左旋蜗杆右手定则左手定则蜗轮蜗杆：根据蜗杆的旋向和转向判断蜗轮的转向9.蜗杆、蜗轮的转动方向确定功用及i

→z1

→z2

→计算出m、d1

→计算几何尺寸普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算(课本表8-3)名称计算公式蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径齿顶高齿根高顶圆直径根圆直径蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距径向间隙中心距蜗杆蜗轮d1=mqd2=mz2

ha=mha=mhf=1.2mhf=1.2mda1=m(q+2)da2=m(z2+2)df1=m(q-2.4)df2=m(z2-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)10.圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构1.主要失效形式请思考：蜗轮蜗杆失效形式？易发生在哪儿？开式传动：磨损、断齿。闭式传动：胶合、点蚀。蜗轮Vs大由于材料和结构原因，蜗杆轮齿的强度高于蜗轮轮齿！蜗轮磨损蜗轮折断蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。2.材料选择三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构材料牌号选择：高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56-62HRC)40Cr,42SiMn,45(表面淬火45-55HRC)一般蜗杆：40,45钢调质处理(硬度为220-250HBS)蜗轮材料：

vS>12m/s时→ZCuSn10P1锡青铜vS<12m/s时→ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜vS≤6m/s时→ZCuAl10Fe3铝青铜vS<2m/s时→球墨铸铁、灰铸铁2.材料选择三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构蜗杆通常与轴制成一体z1=1或2时：b1≥(11+0.06z2)mz1=4时:b1≥(12.5+0.09z2)mb1→蜗杆轴蜗杆长度b1的确定：三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构3.蜗杆蜗轮的结构

蜗轮直径较小时，可做成整体式结构。当直径较大时，由于青铜成本较高，为节省贵重的有色金属，则轮缘和轮心部分可分别采用青铜和铸铁制造。三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构3.蜗杆蜗轮的结构整体式组合式过盈配合θθθθde2de2de2de2BBBBccc组合式螺栓联接组合式铸造蜗轮常用结构：蜗轮结构：整体式（铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮）

组合式（有色金属齿圈＋钢或铸铁轮芯）

蜗轮直径较小时，可做成整体式结构。当直径较大时，由于青铜成本较高，为节省贵重的有色金属，则轮缘和轮心部分可分别采用青铜和铸铁制造。三、蜗杆和蜗轮的常用材料和结构3.蜗杆蜗轮的结构整体式组合式过盈配合θθθθde2de2de2de2BBBBccc组合式螺栓联接组合式铸造蜗轮常用结构：四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析1ω1Fa1Ft1Fr1法向力Fn可分解为三个分力：圆周力Ft轴向力Fa径向力Fr1.受力的大小四、圆柱蜗杆传动的受力分析Ft2Fr2Fa2ω2ω1α1ω1Fa1Ft1Fr11.受力的大小蜗杆圆周力蜗轮轴向力蜗轮圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力蜗轮径向力蜗杆主动时：啮合效率式中：T1

、T2分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。四、圆柱蜗杆传动的受力分析蜗杆上的圆周力Ft1与转向相反蜗杆上的轴向力Fa1用（左）右手定则判断。蜗杆上的径向力Fr1指向轴心。蜗轮上力的方向与蜗杆上的对应的力的方向分别相反。力对应关系（交错角为90°）

Ft1=-Fa2，Fa1=-Ft2，Fr1=-Fr2Ft2Fr2Fa2ω2ω11ω1Fa1Ft1Fr12.受力的方向(蜗杆主动)四、圆柱蜗杆传动的受力分析各力方向的确定类似于斜齿轮方向判定：1）蜗轮转向已知：n1、旋向→n2左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n2四、圆柱蜗杆传动的受力分析各力方向的确定类似于斜齿轮方向判定：1）蜗轮转向已知：n1、旋向→n2左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n22）各分力方向Fr：指向各自轮心Ft蜗杆与n1反向蜗轮与n2同向Fa蜗杆：左、右手定则蜗轮：※3）旋向判定∵蜗轮与蜗杆旋向相同。主反从同主动轮左右手螺旋法则231主动n1【例】图示蜗杆传动，蜗杆1主动，转向如图。试指出蜗轮2、3轮齿旋向及转向，并画出蜗杆1上啮合处的作用力三个分力方向。右旋右旋n3n21主动n1F21aF31aF21rF31r⊙F21t

F31t四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析练习右旋求蜗杆的旋向？求蜗杆的转向？Fa1Ft1n1n1【例】图示齿轮传动系统，已知：1、2为直齿锥齿轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，5为蜗杆、6为蜗轮；锥齿轮1主动，转向如图。为使各中间轴上两轮的轴向力方向相反，试在图上标出：各轮所受轴向力的方向；斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的轮齿旋向；蜗轮6的转动方向。Fa1Fa2Fa5Fa6⊙Fa3Fa4右旋左旋右旋右旋确定2、3、4、5的转向；确定1、2、3、4、5的轴向力方向；确定3、4、5、6的轮齿旋向；确定6的转向；确定6的轴向力方向。四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析例：已知蜗杆与斜齿轮传动装置如图示，蜗杆由电动机驱动，蜗轮2右旋，顺时针转动。欲使B轴上两轮轴向力方向相反，试求：（1）各轮的旋向、转向；（2）标出1和2、3和4啮合点力的方向。1234ABC四、圆柱蜗杆传动的受力分析Ft1⊙Fa1n1Ft2Fr2×Fa2Fr1n2

图示蜗杆传动，轮1主动，转动方向如图所示。试在图中标出Ft1、

Ft2、Fr1、Fr2、Fa1、

Fa2的方向。n1四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析四、圆柱蜗杆传动的受力分析蜗杆传动受力方向的判定

2)蜗轮切向力指向与其转动方向一致，且Ft2=-Fa1；4)蜗轮蜗杆所受径向力垂直于各自的轴线，且Ft1=-Fa2；3)蜗杆切向力指向与其转动方向相反，且Ft1=-Fa2；

1)蜗杆所受扭矩T1与转动方向ω1一致；习题讨论蜗杆传动的主要失效形式是胶合和磨损。五、圆柱蜗杆传动的强度计算由于蜗杆齿是连续的螺旋，其材料的强度又很高，因而失效总是出现在蜗轮上，所以蜗杆传动只需对蜗轮轮齿进行强度计算。1.设计准则蜗杆传动的设计准则▲对于闭式蜗杆传动▲对于开式蜗杆传动

另外对于闭式蜗杆传动由于散热困难，故要进行热平衡计算，以避免过高的温升引起润滑失效导致齿面胶合；

由于其承载能力主要取决于齿面接触疲劳强度，故按齿面接触疲劳强度来设计,而按齿根弯曲疲劳强度校核；

由于其承载能力主要取决于齿根弯曲疲劳强度，故只按齿根弯曲疲劳强度进行设计。

▲为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行蜗杆的刚度计算1.设计准则五、圆柱蜗杆传动的强度计算2.蜗轮传动的齿面接触强度计算五、圆柱蜗杆传动的强度计算蜗轮齿面接触强度的校核公式：蜗轮齿面接触强度的设计公式：—蜗轮材料的许用接触应力。查表8-4

当蜗轮采用无锡青铜或铸铁制造时，蜗轮的损坏形式主要是胶合。其许用的接触应力应根据材料组合和滑动速度来确定。表

灰铸铁及铸铝铁青铜蜗轮许用接触应力蜗轮材料蜗杆材料滑动速度vs(m/s)ZCuAl10Fe3HT150钢经淬火渗碳钢调质钢0.5250130110123011590210907