机械设计基础第5版-杨可桢等-第12章 蜗杆传动

中间平面—相当齿轮齿条传动法面齿廓蜗杆（法面内为直线）法面内有标准参数，可车图5-5渐开线蜗杆法面内有标准参数，可车、可滚削、可磨图5-6锥面包络蜗杆法面内有标准参数，可铣、可磨圆弧圆柱蜗杆第四章蜗杆传动（Worm-drive)第一节蜗杆传动的类型及特点第三节蜗杆传动的失效、材料及计算准则第二节普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸第四节受力分析和计算载荷第六节蜗杆传动热平衡计算第五节蜗杆传动强度计算第四章蜗杆传动二、特点和应用1.传递交错轴之间的运动和动力（常用900交错）；2.结构紧凑、传动比大（8～100；常用15～50）；3.传动平稳、传动效率低、常需耗用有色金属。4.中小功率（50KW以下）、间歇运动。三、分类

按蜗杆形式分：第一节蜗杆传动的类型及特点圆柱蜗杆圆弧圆柱环面蜗杆锥蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)法向直廓蜗杆(ZN)渐开线蜗杆(ZI)锥面包络蜗杆(ZK)

上置式下置式侧置式按布置形式分：一、普通圆柱蜗杆传动的形成

有斜齿轮传动的特点。

有螺旋传动的特点。

圆柱蜗杆传动

(上置式）环面蜗杆传动(下置式）锥蜗杆传动一、基本参数1.模数m和压力角：在中间平面，普通圆柱蜗杆传动相当于齿轮和齿条的啮合，设计时以中间平面的参数为基准。第二节普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸在中间平面，即蜗杆轴平面与蜗轮中间平面的m和压力角相等且为标准值。××ma1=mt2=mαa1=αt2ma1、αa1---蜗杆的轴剖面模数和压力角。mt2、αt2---蜗轮的中间平面模数和压力角除了阿基米德蜗杆（ZA）αa为标准值,其余蜗杆(ZI、ZN、ZK)均为αn为标准值.模数和压力角Pa=Pt=πm2、节距PZ1Paπd1γd1=qm（d1和q均为标准值（见表5-2

）为便于测量，d1一般为整数。）3、蜗杆的分度圆直径d1和蜗杆的直径系数q4、蜗杆头数Z1

和蜗轮齿数Z2蜗杆头数Z1=1～6常取1、2、4、6蜗轮齿数Z2：保证一定的重合度，传动平稳性；抗弯强度及蜗杆的刚度。Z1=1Z2min=17～18Z1≥2Z2min≥28Z2max≤80个别可达100（分度传动不受此限制）通常Z2=32～685.传动比i：常用：5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、50、50、60、70、80其中10、20、40、80为基本传动比。6.中心距a（可查手册）：（反映传动能力）变位蜗杆传动的中心距

a′=(d1+d2+2X2m)/2=(q+z2+2X2)m/2由以上两式可求出为

x2=a′/m-(q1+z2)/2=(a′-a)/m当a′<a、a′>a时，分别对应于x2<0、x2>0，如图5-9a，图5-9c所示。X2为正值时有利于提高蜗轮轮齿强度。考虑到蜗轮轮齿根切、变尖及齿面接触等情况，蜗轮变位系数有一定限制，表5-2推荐的变位系数都在允许范围内。标准中心距啮合效率计算：蜗杆主动：P—驱动力Q—阻力—当量摩擦角=1＜1＞0PP螺旋转一圈输入功此时举重物有效功拧紧力矩:T=)PP蜗轮主动：Q—驱动力P—阻力=1＞0，＜1≤0—当量摩擦角蜗轮主动时，应满足二、几何尺寸计算（表5-4）自学材料的基本要求：足够的强度、减摩、耐磨和抗胶合。蜗杆20Cr渗碳淬火

40Cr、35CrMo淬火45调质

蜗轮：ZCuSn10P1

ZCuAl10Fe3

HT200VS3重要传动VS4m/sVS2m/s

耐磨性好、抗胶合价格便宜低速二、常用材料第四节受力分析和计算载荷Ft2=-Fa1Fr2=-Fr1Fa2=-Ft1一、受力分析从动轮—与转向相同—动力主动轮—与转向相反—阻力Ft方向Fr—指向自己的轮心Fa—主动轮左、右手定则力的大小二、计算载荷KFnK—载荷系数，查表5-7。K=KAKVKβKA--使用系数；KV--动载荷系数。v2≤3m/s时，KV=1.0～1.1v2

＞3m/s时，KV=1.1～1.2；Kβ----齿向载荷分布系数。载荷变化较大、有冲击、有振动时取1.3～1.6，其余取1。第五节蜗杆传动强度计算一、齿面接触疲劳强度计算齿宽为弧长Lmin=1.31d1/cosγd2=2a-d1d1=[d1/a]a[d1/a]主要考虑效率和蜗杆刚度取值不可过大过小（0.355～0.45）,a小取大值。将各参数带入赫兹公式并整理得：

Zρ—接触系数。二、齿根