机械设计 第9章 蜗杆传动.ppt

第9章 蜗杆传动9.1蜗杆传动的材料和失效形式图9.1 圆柱蜗杆传动9.1.1蜗杆传动的材料• 蜗轮材料：通常是指蜗轮齿冠部分的材料 • 1)铸锡青铜 适用于vs≥12m/s~26m/s和持续运转 的工况 • 2)铸铝青铜 适用于vs≤10m/s的工况，抗胶合能 力差，蜗杆硬度应不低于45HRC • 3)铸铝黄铜 点蚀强度高，但磨损性能差，宜用于 低滑动速度场合 • 4)灰铸铁和球墨铸铁 适用于vs≤2m/s的工况 • 蜗杆材料：按材料分 有碳钢和合金钢 • 按热处理不同分有硬面蜗杆和调质蜗 杆 • 受短时冲击载荷的蜗杆，不应用渗碳 钢淬火，最好用调质钢 9.1.2蜗杆传动的失效形式•疲劳点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等 • 在一般情况下蜗轮的强度较弱，所以失效 总是在蜗轮上发生又由于蜗轮和蜗杆之 间的相对滑动较大，更容易产生胶合和磨 粒磨损蜗轮轮齿的材料通常比蜗杆材料 软很多，在发生胶合时，蜗轮表面的金属 粘到蜗杆的螺旋面上去，使蜗轮的工作齿 面形成沟痕 9.1.3蜗杆传动的结构设计• 1．蜗杆结构 • 蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做 成一个整体 • 2．常用的蜗轮结构形式有以下几种： • 1)齿圈式(图9.3a) • 2)螺栓联接式(图9.3b) • 3)整体浇铸式(图9.3c) • 4)拼铸式(图9.3d) 图9.3 蜗轮的结构形式（m为蜗轮模数，m和C的单位均为 mm)9.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及 几何尺寸计算• 9.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 • 1．模数m和压力角α。

蜗杆的轴面模数、压力 角应与蜗轮的端面模数、压力角相等 • 2．蜗杆的分度圆直径 • 3．蜗杆头数.通常蜗杆头数取为1、2、4、6 • 4．导程角• 5传动比i和齿数比u • 6蜗轮齿数 通常规定>28 • 7．蜗杆传动的标推中心距a9.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算• 蜗杆传动的几何尺寸及其计算公式见 表9—3、表9—49.3蜗杆传动的受力分析和强度计算• 9.3.1受力分析图9.4 蜗杆传动的受力分析9.3.2强度计算• 1．蜗轮齿面接触疲劳强度计算• 2．蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算• 9.3.3刚度计算GB/T 10089—1988对蜗杆、9.3.4普通圆柱蜗杆传动的精度等级 及其选择• 蜗轮和蜗杆传动规定了12个精度等级；1级 精度最高，依次降低与齿轮公差相仿、 蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的公差也分成三个 公差组普通圆柱蜗杆传动的精度，一般 以6～9级应用得最多9.4蜗杆传动的效率、润滑和热平衡 计算• 9.4.1蜗杆传动的效率和润滑 • 1 蜗杆传动的效率2. 蜗杆传动的润滑• (1)润滑油 常用的润滑油见表9－11 • (2) 润滑油粘度及给油方法 • (3) 润滑油量• 对于蜗杆下置式或蜗杆侧置式的传动，浸油深度 应为蜗杆的一个齿高；当为上蜗杆时，浸油深度 约为蜗轮外径的l／3。

9.4.2蜗杆传动的热平衡计算• 蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量 大在闭式传动中，如果产生的热量不能 及时散逸，将使油温不断升高而使润滑油 稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合 所以，必须根据单位时间内的发热量H1 等于同时间内的散热量H2的条件进行热平 衡计算；以保证油温处于规定的范围内• 既定工作条件下的油温 • 保持正常工作温度所需要的散热面积 9.4蜗杆传动应用举例• 例题9.1 图示9.8的蜗杆传动中，已知蜗杆主动、 右旋，其回转方向如图所示试画出蜗杆和蜗轮 所受的各力，画出蜗轮的回转方向 • 提示：首先应确定蜗轮的旋转方向因为蜗轮从 动，其圆周力为驱动力方向应与旋转方向相同 ，蜗杆主动，其圆周力为阻力，方向应与其旋转 方向相反蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力、以及 蜗轮的轴向力与蜗杆的圆周力均分别大小相等． 方向相反、作用在通过啮合点的同一条直线上 径向力均自啮合点指向各自的轴心图9.8蜗杆传动图图9.9 蜗轮和蜗杆的受力图例题2 具有自锁性能的蜗杆传动其啮合 效率为什么小于0.5 • 提示：由反行程自锁的条件代入啮合效率 公式，即可得到所需结果 解：蜗杆传动的啮合效率• 代入反行程自锁的条件 小结• 设计蜗杆传动时，除了模数m取标准值外， 蜗杆的分度园直径dl亦需取标准值。

这样做 的目的是为了限制切制蜗轮时所需的滚刀 数目，以提高生产的经济性，并保证配对 的蜗杆与蜗轮能正确地啮合 • 蜗杆传动的受力分析的目的在于找出蜗杆 、蜗轮上作用力的大小和方向 • 蜗杆传动的强度计算是本章的重点。