机械设计基础之蜗杆传动

第八章蜗杆传动具体内容蜗杆传动特点和类型；蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑；蜗杆传动受力分析和计算载荷；蜗杆传动失效形式和设计准则；蜗杆传动材料和许用应力；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算；蜗杆传动的结构设计。重点蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算。难点蜗杆传动受力分析。第一节蜗杆传动的特点和类型蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（图8.1），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴间的交错角。通常蜗杆1为主动件，蜗轮2为从动件。图8图8.1蜗杆传动1－蜗杆，2－蜗轮1、优点绵传动慢比大敢；工嘉作平手稳，椒噪声音低，共结构闻紧凑授；在这一定欠条件努下可蛇实现脂自锁摆。加2东、缺念点餐发热追大，肥磨损夹严重纽，传贝动效全率低层（一畜般借为掀0.顺7傻～亮0.胁9躬）；旦蜗轮转齿圈草常采史用铜梢合金娘制造赵，成防本高贼。煌二、技蜗骡杆传罢动的摇类型演根据剩蜗杆皆形状蛛的不仁同，折蜗杆厘传动社可分邪为圆芹杆蜗举杆传意动、下环面族蜗杆滤传动峰和豪锥紧面志蜗杆门传动瞒三种泽类型匹，如济图蔬8教.2纱所示帆。（（a）圆柱蜗杆传动（b）环面蜗杆传动（c）锥面蜗杆传动图8.2蜗杆传动的类型恭根据示加工雄方法怕不同蜂，馆圆柱负蜗杆者传动辣又分询为哭阿基删米德庄蜗杆贼传动竭（捆Z耻A踩型）创、法涌向直降廓蜗刷杆传晶动仪（渐Z名N岗型）哄、渐抛开线扔蜗杆帆传阅动白（接Z蚊I厉型）第和圆未弧圆稻柱蜗额杆传款动钩（测Z所C玻型）骡等。汪前三黄种称级为涂普通箱圆柱漂蜗杆湖传目动显，见充图灰8食.虾3慨所示辆。株（态a如）阿出基米毒德蜗馆杆经（痰b确）法兴向直繁廓蜗逼杆贴（才c跑）训渐开书线蜗记杆百图猪8仇.3傍胖普通壤蜗杆成的类光型懒第二谅节疲圆柱谦蜗杆凑传动局的基茂本参初数和亲几何即尺寸煤计算病在普驱通圆痰柱蜗棉杆传混动中括，阿就基米竭德蜗万杆传喘动制渴造简傅单，挂在机居械传近动中肆应用反广泛雷，而傲且也榴是认驶识其浑他类绩型蜗孔杆传团动的众基础况，故桂本节算将以粉阿基僚米德跨蜗杆膏传动巧为例但，介猾绍蜗渡杆传私动的布一些打基本合知识欢和设夹计计授算问兆题。销一、浮蜗杆炊传动询的基逗本参杏数喂通渗过璃蜗杆埋轴线举并垂访直于捡蜗杆伪轴线炎的平遣面称鸽为中辨间平漫面，予见寸图今6.周4耍。在府中间披平面防内满，茶蜗杆向与蜗呢轮承的啮渴合相谜当于鞭齿条资和齿场轮的仆啮合台。因爱此，溉设计绕圆柱避蜗杆拒传动约时，听均取别中间插平面晕上的赚参数永和几滋何尺俭寸作呢为基佣准。迷图剑8筒.4义阿基状米德征蜗盼杆传峰动堂1是、模缩数映和压灭力角灰在中基间平期面上贺蜗杆漆传动禽的正盖确啮搏合条赚件捎是困8规.1乱式中殖，稠—资蜗杆次的轴就向模丽数；女—搬蜗轮殊的端册面模晨数；法—落标准须模数榆，按派表顺6.杜1佩选取忙；惜—蜓蜗杆或的轴浙向压原力角辅；劝—析蜗杆榴的端支面压许力角薄；拌—瞧标准惹压力友角；超—基蜗杆掏的导安程角简；野—按蜗轮眉分度渡圆柱甘上的衡螺旋圆角。束表染8遍.1洲常用胶标猴准模坚数孔值径第一穿系列悄1馋1榜.2含5匪1叛.6友蓬2掌2雁.5臣划3.蹄1熟5磨4征摊卧5笨野6.搁3毫慈8挎把10路网吹12凭.5舞夫1章6焰但20敏娘25敲陷31糟.5朽届4惧0少第二滚系列菊1.灶5惊3检院3傅.5烧怖4第.5篮益5瓶.5干涉6揪唯7嘱罢12严则1站4疯2绢、蜗术杆的狠导程闲角什和蜗只杆分迟度圆炼直径网蜗杆原分度催圆柱咸螺旋缎线上饱任意嗓一点既的切尾线派与端利面所法夹的羞锐角讨就称桃为导遇程角惊。见呈图池6.美4眼所示们，将棚蜗杆在分度返圆展改开，串设律为蜗真杆的称头数印，症为蜗仪杆螺惩旋线陵的导烦程，朵为蜗园杆的紧轴向伍齿距踢，则垫8剩.2汪图彼8卫.4望蜗杆湾分度喇圆撑柱倦展开垮示意级图喘国家激标准旦规定新蜗杆漫分度讽圆直旷径链为标荒准值搬，且舱与模切数奉有给一命定的掏搭配多关系蚕，刊详教侧材上种表昌8薯－组1筛所列样。梨3吵、蜗跨杆头胁数辟、蜗龟轮齿确数骗和传过动比宏蜗杆借头精数番，蜘即蜗延杆螺坦旋线何的线肾数，朗通常凑为惰1镇、驼2庄、诊4眠、驴6剑。社单头含蜗杆初传动饭比大养，但岭传动姨效率辫低；虎多头酸蜗杆烘则正瓜好相页反。技一般沙根据凝传动肌比按聚表鸡8蛾.释2颈（高教材校上总表怨8毅－秒2录）挥选取庸。印表傲8打.2迁蜗杆断头数庆的选候取极传动贿比坑5饺～西8阀7影～纱1爹6石1屑5龄～平3可2丰3搂0颂～守80红蜗杆利头数钞6权4光2团1携蜗轮腿齿数幻。为沸了避淹免蜗杨轮轮井齿发于生根叮切，骂为了洗保证乓传动斑平稳丝性，烘不应下小悄于逗2室8胶；但善过大切，蜗宽杆直初径大始，蜗单杆支版承跨幸距大祖，蜗攀杆借刚度略减小班易挠规曲、砍啮合制精度忧降低帐。繁所以唤，一漫般取终。庆蜗轮趋传动村比女是蜗悔杆转轨速附与蜗扁轮转境速夺之比名。蜗泊杆传孩动中欧，蜗悠杆转沙动一轿周，育蜗轮双转过劲个齿啊，即玉转过伟转，喜所以领传动述比铸也是证蜗轮淘齿数射与蜗坦杆头皮数易之比裙。姑8角.藏3练二、陕蜗杆奉传旺动的兵几何贝尺寸邻计算蕉蜗杆宋传动脉的几负何尺散寸计傅算见码教材危上甜表府8刃－垃3绸。肥第三浓节蛇蜗杆捧传动袜的效赢率、她热平患衡计羊算及演润滑再一、桨蜗杆中传动倾的效筹率梦闭式调蜗杆顾传动枯的总妈效率青由啮摩合效夏率吸、轴廉承效稍率波和搅邀油效场率互三部凯分组区成，绑即钥8抵.4智其中渗，当每蜗杆找主动津时，球啮董合有效率熄；一却般取得。所液以，烤蜗杆贩传动心的总拉效率另为向8贵.5肯式中炸，许为当棉量摩跃擦角凳，其闪值与姓蜗杆截和蜗季轮的绪材料暖、表州面硬我度、彼滑动贪速度蠢有关燕，可李查表反得到曲（如崇陈良蜘玉、赤吴瑞晴祥等叮人所盆编写败的机聋械设废计基勾础中傲均有例数据逆表）颠。鹅设计葬蜗杆专传动合时，狗若按糊计算鼓蜗轮榴转矩尘，总早效率走可按金蜗杆增头数毅估取丈，见脉p1银35稻。贴表捷8忆.3促雨蜗杆敏传动棚效率斥估计纺蜗杆键头数荒1酿（自奶锁）帜1臣2事4值，嫌6仙开式册传动酷（贝）史总效商率梳0.歪4反0.讨7捉～损0.界75竿0.通7葱5兴～栏0.或82狸0.鞠8代5胃～驰0.申95饼0.缠6亿二、侄蜗杆耕传动住热平肠衡肚由于矛蜗杆匪传动脸摩擦涛损失箩大，中工作挺时发旁热量抬很大杨。在宫闭式后传动抚中，趁若不局及时桑散热逼，箱涨体内董的工程作温即度溉急巡剧升钱高，栏润腥滑油百的粘揪度极浙大降式低，绢润滑骂油膜拥因此故被破址坏，倚磨损皱随之淹加剧处。所蹄以，鲜对于愿连续腐工作见的闭缩式蜗将杆传谦动必馅须进仆行热什平衡魔计算春，以比保证熟油温盒处于苹规定州的范咏围内京。木即昼8旁.6依式中农，柳为环邮境温赢度，侮一般谱取金20代℃环；造为蜗骨杆传厅动功谊率吧（搜k营W峡）；惰为箱拘体表夫面散村热系炕数，纤通常永取私1众0屯～沟17嫌W/满m芬2杀·历℃您；病为箱嗓体的智散热德面积冬（拨m千2裂），括指箱漏体外传壁与县空气拼接触表而内踢壁被踏油飞赴溅到孙的箱刑壳面倍积；句为粪允许枪温度户，一震般为监75肝～胁85置℃蛋。孕如果蚂油温伯超过大限制藏温度勇或箱仁体散鹿热面分积不霞足时状，可灿采用谁下列勿措施穿提高潜散热槽能力原：畜（蜜1雹）增使加散参热面摇积。技在箱渔体外想增加谷散热剥片，付散热辟片面堡积按株总面借积域的工5欠0胀％计训算。异（绳2材）在墨蜗齿杆的肝端部辱安装幸风扇铺，加叔速空压气流脉通，还散热漂系数夜，此洞时刻岛取照W/垮m仁2饰·摩℃半。箱（烫3详）在与箱体省油池恒中装兔置蛇狸形架冷却辅水管阔，糠用关循环悠水冷钱却。泄（店4猛）采隆用压细力喷刚油润独滑，判润滑纲油循剪环冷盯却。激三、迹蜗杆兰传动慨的润炸滑展闭式茫蜗杆楼传动搞一般霜采用唐油池龄润滑递或喷请油润巴滑，怒可参睬考炼表符6.朵4居选用较。荡当稻滑动多速度介>4呜m/撞s烧时，氧应采区用上颂置式谅蜗杆念，蜗态轮带宵油润薯滑，絮这时努，蜗慨轮的曾浸油垫深度筹为乱1/者3惠的蜗喜轮顶事圆直泽径。缠开式平蜗杆技传动幕采用井定期勿加润古滑剂逼的润株滑方谦式。无表快8喘.4咏乘蜗杆欲传动代的润面滑方直法针滑动全速赛度伐/(盾m/鱼s)手0~茂5堆5洁～肠10暂1剪0危～闲15散1损5振～酒25裁>2坐5身润滑柱方法南油池株润滑阔油池垒润夸滑或洋喷油泼润滑讽压力丙喷油栽的油阔压柳/M奶Pa留0.拔07摸0.法2改0.甜3棚第四宿节仇蜗杆螺传动跌载荷廊、受掩力分哨析、宗失效赠形式葬和设执计准害则乳一、旨蜗杆唇传动妇的受莲力分复析渐图衫8忙.王5叛所示狮为蜗懂杆传说动的迁受力互情况扭。作予用在汽齿面垂上的轻法向佳力铅可分扑解为垦三个敞互相窝垂直素的分并力：疗圆周但力锹、径损向力顾和轴护向力僻。由故图须6.纹4郑中关袄系得及抵值N顷8倦.7亦式中榴，喉、燃—有分别牙作用雀在蜗骡杆和江蜗轮勤上的跃转矩恰，鹅N训·乞mm访；饰圆周蚂力希、啊各自潜产生名的转将矩方帝向与胃蜗杆伸、蜗柱轮外庆加转虑矩方淋向；馒轴向指力抛方向舒可按堪左右白手法还则来盲判定玉，径舰向力陪、锐分别录指向辛各自呜的中发心。溜图析8匆.4食蜗杆素传动鬼的受肤力分升析乳二、疮计算欢载荷债计算尿载荷沸计算反式为贩8他.8较式中转，载铲荷系乱数伴一般野取如1.小1桐～明1.本3割之间邮值，堪工作够载荷症变化酷大，查蜗杆舰圆周贪速度周较高务时，私取大盒值。源三、坊蜗杆打传动抄失效轧形悄式和享设计遍准则才1彼、蜗勺杆传罪动失唤效形电式诱由于很蜗杆缠的螺及齿强记度总阔是大撇于蜗饥轮轮炉齿要的强支度，某所以帜蜗杆涂传动起失效牧一般零发生烤在蜗爪轮轮绪齿上浮。纤蜗轮顷齿面安的主豆要失似效形碍式是食齿面埋胶合常、磨爸损和熟点蚀糟。均2慧、设语计准寸则乐对磨京损、危胶合虚和点鞭蚀失旅效尚无缺少班较完伸善的修计算委方法橡，所誉以目爽前在抽设计式过程诱中对窄于闭怠式蜗岁杆传置动，诱通常其按齿吨面接者触疲兽劳强誓度跟进行肤设计撇，避增免蜗茄轮齿逮面的蝴胶合忠和点品蚀；貌只有舟当侵。或缺采用膛负变怒位的郑传动秀时，验才进估行轮亚齿的钩弯曲睁强度蒸计算诉；考慧虑胶宾合的最因素扇，还标应进歇行热主平衡零计算秋。对财于开辫式蜗扣杆传宴动，谎只进氏行蜗运轮轮屯齿的忙弯曲扎疲劳辩强度谣计算钳。严蜗杆出工作杂中茧的强端度计龙算，倡可以惧根据妥轴的摆强度街计算浙方法巷进行篇危险黑截面为应力宽计算件；鹅为俱避免寒蜗杆凤的变筋形过难大引搏起失僚效，驶对支歉承跨肤距大挽的蜗装杆轴昨，须肺进行耀蜗杆择的刚气度验啄算。漫第五弓节庭蜗杆执传动种的材旁料和价许用袜应力破一、麦蜗杆微传动河所用起材料雁蜗杆染传动浓失效被形式行可知查，蜗名杆、释蜗轮晨的材律料不卷仅要覆求具昂有足规够的浆强度鸡和刚薄度，润同时康必须祖具有图良好求的耐浩磨性春、减李磨性帖和抗号胶合刚性。健蜗杆嫌常用光材料袄为碳连钢和局合金拴钢代，见涝表假6.吓5齐所示牙。高斗速重墨载及蛮重要藏的蜗肢杆宋常粉用敬15内C脑r拉和悉20看C袖r刺，并挣经渗母碳淬满火；顽也可异用徐4篮5博钢盾、贫40大C耻r荷，并戚经淬辞火。筋不太音重要螺的低限速中动载的槐蜗杆跪，可疮采己用辅4崇0浓或党4预5益钢，疑并经呆调质罪处理云。之蜗轮田材料培通常禾是指徐蜗轮轧轮缘竭部分慢的材铲料，保需要抽选用爽减磨册性和轻耐磨曲性较健好的门材狭料伞，通赌常采浓用铜聪合金榴和铸用铁晌，详毒见表府6.株6邻。锡传青铜协具有碍良好怜的耐斜磨性妄，适次用于吩m/贩s慈和持昆续运残转的冰场合肃。铝也青铜逐机械蜻强度鹅高，难减磨刻性稍倾差，泛一般瘦用于磁m/嫂s关的传异动。你灰铸歉铁仅荡适用帝于练m/郑s矛的低而速轻弯载传摘动。筋表轮8再.4帽方蜗杆驼常用要材料涌材料守牌号饰热处句理抵硬度猾表面宝粗糙枕度茎4监5谊，唤40胡C把r衫，赴42思Si尽M敏n谜，贴40捡Cr连N裹i兽，资38携Si沸Mn疤Mo合表面歉淬火双HR钟C贼＝岔4省5姥～赚55驱1.痒6偷～阳0.禾8冤15偶Cr漂M鉴n来，深20释C迹r匠M烟n同，兽20醋C毕r馋，汤20恩Cr辅Ni牲渗碳集淬火饿HR宾C免＝四5馒8吴～株63星1.疤6被～屈0.失8倦4第0存，渔45余调质羞HB烂<2葬70裂3.础2疲表盼8饥.5保拍蜗轮例常用冷材料烤材料贝名称雁及牌迹号制锡青施铜圾铝青笋铜刮黄铜滨灰铸逆铁包ZC剧uS柏n1盒0P时1壁ZC衔uS涂n5坦Pb虾5Z姨n5尘ZC鸽uA晴l1滤0F旬e邪3谱，展ZC听uA施l1秧0F占e3仍Mn透2译ZC尿uZ是n3余8M划n2息Pb凤2行HT鞋15何0泻，俊HT捆20覆0熔适用拦/(乌m/壳s)染≤扒25蹦≤各12静≤起10钓≤谦10妹≤荒2翁二、齿材料朋的许州用应宰力祖1移、许拿用接犁触应止力等见教拖材表烛8抬－拴4逢。晚第六矛节秆蜗杆占传动竭的湿设沿计贸计算池一、若蜗杆角强度键计算狂1迟、齿步轮接废触疲艇劳强质度计盒算尿接触氏疲劳引强度商的校丽核公愈式希MP仗a锐绕墨后马控创盆偿8湿.9背接触描疲劳去强度良的设骆计公津式求鸽松mm滨3前8常.1味0财式中异，洋—缺材料递的弹助性系桨数，棍钢制肯蜗杆期与青换铜或练铸铁迫配对区时，买。确由式翼8咬.1精0森计算命出裹值，裁用教欧材上雀表邻8架－艇1膨确定望模数堂和蜗再杆分凑度圆振直径自的标苍准值血。部2担、蜗滩轮轮响齿弯率曲疲瓦劳强缴度计逆算旋蜗轮即轮齿恒弯曲闪疲劳狂强度早校核柿公式铜晓馋含纹M禁Pa封烦逃乡氧盲忧信汇8镰.趋11烘蜗轮镰轮齿洋弯曲衣疲劳盛强度货设计低公式鸭躁波mm岸3杯8诞.1遗2仙式中类，僻—遭蜗轮周齿形辆系数懒，按港蜗轮雄的当称量齿设数显查表锈。唉用式粱8勺.1攻2棋设计瞧时，绕导程猎角趋可根内据蜗浮杆头式数估肥取，胶然后月计算勉求得铃值困，用刊教材输上辅表标8露－杠1怠确定晒模数华和蜗富杆分绒度圆冠直径皱后，侧再校巾验仆的值爪。碎二、够蜗稿杆刚治度计隆算婶校核毒公式高8歇.1瓶3翠式中魂，匆—坊蜗杆事材料牌的弹色性模冷量善，散N/桌mm偶2像，钢消制蜗怖杆化取卫2.昆07谊×拦10曾5辛N/的mm暂2爸；旷—狂蜗杆咬危险饶截面藏惯性沈矩左，断mm疮4兰，查；铁—仙蜗杆西两支