第章螺杆传动

第13章蜗杆轮传动§13.1概述§13.2蜗杆传动的参数与尺寸§13.3

蜗杆传动的运动分析和受力分析§13.4蜗杆传动的设计计算§13.6

蜗杆、蜗轮的结构、规定画法和图样§13.5蜗杆传动的效率、润滑和散热潘存云教授研制潘存云教授研制13.1

概述作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。∑＝90°形成：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蜗轮潘存云教授研制改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，所得蜗轮蜗杆为线接触。点接触优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。分度机构：i=1000,通常i=8~80缺点：传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。线接触类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。潘存云教授研制普通圆柱蜗杆潘存云教授研制类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。传动特点：1）传动效率高，一般可达90%以上；2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.5~2.5倍；3）结构紧凑。潘存云教授研制类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆γ

阿基米德螺线2α阿基米德蜗杆单刀加工阿基米德蜗杆(ZA)潘存云教授研制类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)γ阿基米德蜗杆双刀加工潘存云教授研制αα阿基米德螺线潘存云教授研制类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动2蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆渐开线蜗杆(ZI)渐开线蜗杆渐开线基圆α潘存云教授研制类型环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动蜗杆传动的类型锥蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络圆柱蜗杆γ

潘存云教授研制dx延伸渐开线αα车刀对中齿厚中心法面法向直廓蜗杆(ZN)潘存暗云教神授研窝制潘存搅云教买授研哄制潘存辣云教哲授研午制类型环面芦蜗杆分传动圆柱隆蜗杆撑传动蜗杆肝传动触的类型锥蜗赔杆传托动普通互圆柱抛蜗杆碰传动圆弧潜圆柱天蜗杆揉传动阿基喊米德贵蜗杆渐开迫线蜗凭杆法向摔直廓软蜗杆锥面墓包络魂圆柱许蜗杆法向醒直廓厘蜗杆础(Z膨N)γ

dx延伸浅渐开笼线γ′

2α车刀钥对中窗齿槽侦中心市法面潘存患云教顽授研冰制潘存畅云教悦授研主制潘存驻云教南授研海制类型环面主蜗杆壳传动圆柱云蜗杆评传动蜗杆透传动块的类型锥蜗波杆传管动普通烛圆柱略蜗杆萝传动圆弧廉圆柱朴蜗杆湿传动阿基稍米德她蜗杆渐开麦线蜗冤杆法向滋直廓齐蜗杆锥面昌包络惨圆柱毯蜗杆锥面锯包络步圆柱逃蜗杆剥(Z掏K)2αγ近似于阿基米德螺线是一拨种非同线性播螺旋若齿面担蜗杆磁。不汽能在滨车床危上加林工，阀只能匠在铣幻玉削或如磨削董，加孟工时展工件哀作螺旋秃运动，刀卷具作旋转猴运动。砂轮γ类型环面难蜗杆耗传动圆柱制蜗杆荒传动2蜗杆纪传动轨的类型锥蜗扬杆传陵动普通势圆柱镰蜗杆救传动圆弧织圆柱拉蜗杆搂传动阿基机米德众蜗杆渐开咽线蜗讨杆法向默直廓徒蜗杆锥面悔包络众圆柱砌蜗杆环面揉蜗杆所传动暗特点股：（1死）传动拘效率才高，门一般项可达85%~9计0%；（2己）承载目能力爪高，虑约为阿基柱米德巷蜗杆的2~效4倍；（3山）要求鲜制造亏和安酬装精艳度高坑。潘存云教授研制环面蜗杆潘存墓云教腾授研路制类型环面钟蜗杆序传动圆柱老蜗杆真传动蜗杆炒传动饰的类型锥蜗限杆传患动普通刻圆柱牺蜗杆皱传动圆弧南圆柱煮蜗杆陆传动阿基殖米德岔蜗杆渐开疲线蜗舅杆法向源直廓窑蜗杆锥面丈包络秃圆柱香蜗杆锥蜗吨杆传璃动特龙点：锥蜗杆（1条）同时绑接触黎的点日数较默多，腹重合阔度大维；（2美）传动目比范栗围大庆，一痒般为10屿~3忘60；（3从）承载习能力组和传脏动效悠率高坑；（4蚊）制造畏安装脊简便应，工享艺性裁好。阿基米德蜗杆最常用潘存云教授研制d蜗杆今旋向司：左旋短、右睡旋(拳常用情)β1γ1精度赏等级嘱：对于挠一般鸡动力由传动获，按篮如下犯等级浮制造律：v1<7泄.5玩m/管s删7悔级精止度v1<父3尺m咱/s悉8级绕精度v1<1史.5可m/美s倚9画级精伟度判定尺方法赞：与螺张旋和扎斜齿懂轮的践旋向秃判断镜方法精相同砌。潘存不云教令授研貌制潘存锣云教私授研糖制中间平面1.狐正添确啮吧合条裁件中间坛平面就：过俊蜗杆脑轴线膜垂直勤于蜗幻玉轮轴狐线。正确瞒啮合齿条件垂是中递间平泪面内项参数唉分别慎相等皱：mt2=ma1=m衰，αt2=αa1=α取标喘准值在中魂间平确面内溜，蜗进轮蜗拥杆相最当于苗齿轮认齿条园啮合鸭。一、栽圆柱巨蜗杆块传动插的主畜要参茅数2α13容.2蜗杆颠传动桌的参数怕与尺湿寸ZA鸡蜗杆纠：αa=2杯0°轴向模数m取标肿准值漫，与砍齿轮仇模数纯系列衫不同婶。第一系列1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3810,12.5,16,20,25,31.5,40第二系列1.5,3,3.5,4.5,5.56,7,12,14蜗杆模数m值GB-10088—882.塘模趣数m和压乎力角α压力授角ZN蜗杆：αn=20°法向ZI蜗杆：αn=20°ZK蜗杆：αn=20°轴向丑压力罩角与烂法向刮压力姻角之厅间的毙关系沸：推导恒过程述见机斧械原浊理斜寄齿条ta藏nαn=ta初nαn/co下sγ潘存凤云教轰授研赵制潘存伏云教缠授研吼制潘存框云教廉授研户制为了崭减少清加工朋蜗轮帖滚刀肤的数虽量，超规定d1只能码取标臂准值汤。蜗轮宏蜗杆廊轮齿膊旋向先相同联.若∑＝9勾0°∴γ1＝β2β1∵γ1+β1＝9狡0°蜗轮尤右旋蜗杆遥右旋＝β1+β2定义s=e的圆棍柱称鞋为蜗仿杆的球分度让圆柱巨。d1esd23.浅蜗杆石的分苏度圆底直径策d1β1γ1∑ttβ2潘存卖云教少授研政制蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列

mmm11.251.62d1182022.42028(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…摘自GB-10出08执5—88,括暂号中泻的数踪蝶字尽冰可能钩不采鹿用称比搜值梨为秤蜗杆托的特拍性系议数。q=谱d1/m一般昨取:q=8～骄1820q=12.528q=17.51.6潘存岸云教铺授研愈制潘存泽云教摊授研笼制4.早蜗择杆头求数z1蜗杆册头数z1即螺泳旋线铁的数框目。蜗杆芒转动棒一圈谈，相蹄当于译齿条炊移动z1个齿链，推浸动蜗聋轮转河过z1个齿惭。通常兵取z1=1苍2弓4斑65.硬蜗秘杆的们导程娃角γ将分侍度圆派柱展火开得=z1pa1/π秆d1=mz1/d1ta逃nγ1=l归/π馋d1πd1lpa1γ1d1=z1/qγ1β16.畏传纹动比i和齿水数比u传动草比z1z2

=—n2n1i=—若想友得到所大股i刷,匙可颜取：z1=1委，但传驳动效梯率低沙。对于睁大功惕率传仁动仿,堆可凭取：z1=2打，或咽4奋。蜗轮幅齿数z2=iz1为避咐免根逝切z2≥26一般埋情况z2≤肉80z2过大蜗杆傻长度↑刚度包、啮吉合精滥度↓结构圈尺寸↑=u齿数戏比7.白蜗睁轮齿遍数z2表11-３蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值传动比i

≈57~1514~3029~82蜗杆头数z1

6421蜗轮齿数z2

29~3129~6129~6129~82a=(d1+d1)/寄28.首蜗煤杆传贷动的悲标准咸中心孟距=m(q+z1)/2二、搏圆柱望蜗杆躬传动之几何宪尺寸沫的计暴算由蜗汉杆传敞动的素功用恼，以呈及给城定的绳传动斥比i,z1z2计算昨求得m、研d1计算验几何丽尺寸潘存云教授研制表11-3普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算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=mdf=1.2mqdf=1.2mqda1=m(q+2)da1=m(q+2)df1=m(q-2.4)df2=m(q-2.4)pa1=pt2=px=πmc=0.2ma=0.5(d1+d2)m=0.5m(q+z2)一、重蜗艺杆传学动的蚀运动肝分析13毫.3蜗杆袍传动音的运扬动分代析和伍受力秃分析潘存妖云教卖授研遇制二、蜗杆队传动裁的受尤力分称析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1ω2法向锅力可曾分解捷为三少个分也力：圆周青力Ft轴向拖力Fa径向寒力Fr且有晴如下但关系：Ft1=驼Fa2Fr1=肠Fr2Fa1=这Ft2=2影T1/d1=2渗T2/d2=鹅Ft2ta素nα式中T1、T1分别命为作县用在赌蜗杆务与蜗矮轮上葱的扭散矩。T2=帝T1iηω2α作者授：潘纸存云没教授右旋遇蜗杆丑：伸出右手，次四指计顺蜗泻杆转响向，错则蜗杆的轴向读力的方瞧向与谢拇指荣指向醋相同氏。蜗轮捆由蜗惯杆推服动，坦所受溪切向糊力与载速度唤方向腥一致剪，正确阀判别液蜗轮坊的转夕向，袜对进凳行力颗分析晒至关前重要陡。左旋勉蜗杆听：用左手判曾断，免方法貌一样降。作者描：潘眼存云吗教授设计痛：潘洪存云设计饱：潘售存云ω1ω112p12pω2ω2v2v2Ft2Fa1Ft2Fa1蜗轮械的转下向可衬用手上势判阻别：模型牢验证蜗杆浑传动佣受力龙方向挑的判臣定12pFt2Fa1Fr1Fr2ω2(2游)蜗轮并切向妻力指扭向与掉其转宁动方珍向一脑致，切且Ft2=-Fa1；(4幅)蜗轮凯蜗杆壶所受夏径向消力垂矩直于贵各自毙的轴焦线，且Ft1=-Fa2。(3捡)蜗杆待切向涝力指匪向与群其转签动方爱向相羞反，毁且Ft1=-Fa2；(1缴)蜗杆奇所受机扭矩T1与转副动方屠向ω1一致征；T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa2三、仗蜗杆乏传动额的设赌计准档则*津蜗杆躺的刚椒度计糕算*兵蜗轮臂的齿怪根弯叨曲疲顶劳强价度计故算*崇蜗轮误的齿址面接牵触疲师劳强辅度计悦算为了端防止忧齿面沉过度车磨损贼引起惕的失炒效，表应进否行*蒜传动融系统姐的热闲平衡现计算为了艇防止永蜗杆讯刚度马不足嚼引起继的失召效，行应进甜行为了问防止欧过热译引起坊的失甚效，眉就要革进行13祸.4蜗杆膀传动街的设衫计计价算一、蜗杆掘传动鞭的失科效形华式主要失效欧形式奔：胶合制、点贿蚀、逢磨损攀。二、齿面则接触强度织计算蜗轮炕弯曲岸验算言公式接触悠强度柄校核养公式塔：式中K为载盏荷系数旅，取K=KAKvKβ蜗轮摧齿面午的接孩触强红度计晨算与紫斜齿蛛轮相怒似，预仍以秧赫兹悄公式广为基屡础。兵以蜗续轮蜗冷杆的债节点且处啮惜合相粗应参光数代丽入即煌可。蜗杆桑传动夹接触强度歉验算慕公式趴：灰铸铁及铸铝铁青铜蜗轮的许用接触应力[σH]MPa材料滑动速度vs/(m/s)蜗杆蜗轮<0.250.250.51234灰铸铁HT15020616615012795--灰铸铁HT200250202182154155--铸铝铁青铜ZCuAl10Fe3----250230210180160灰铸铁HT15017213912510679----灰铸铁HT20020816815212896----20或20Cr渗碳、淬火，45钢淬火，齿面硬度大于45HRC45钢或Q275铸锡青铜蜗轮的基本许用接触应力[σH]MPa蜗轮材料铸造方法铸锡磷青铜ZCuSn10P1铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn砂模铸造150180砂模铸造113135金属模铸造220268金属模铸造128140蜗杆螺旋面的硬度

≤45HRC〉45HRC材料蜗轮炒齿圈伐采用御青铜会：减摩涨、耐袭磨性争、抗刘胶合述。蜗杆进采用轧碳素肝钢与辉合金塑钢：表面临光洁涂、硬号度高斗。材料际牌号袜选择高速凭重载践蜗杆习：20葬Cr债,2骂0C晓rM橡nT骨i(渗徐碳淬衔火56疏~6木2H动RC)或40朝Cr旺42绵Si满Mn恋45(表耍面淬技火45埋~5摊5H启RC)一般来蜗杆枪：40洞4呈5饿钢调梅质处疤理(硬孔度为本22桨0~2医50闻HB海S)蜗轮毁材料瓜：vS>1顿2m/抱s时→ZC序uS慨n1累0P找1锡拿青铜席制造笋。vS<1北2m/峡s时→ZC绞uS绪n5涛Pb膨5Z施n5猛锡青究铜vS≤6m/辨s时→ZC本uA摆l1宗0F冷e3摆铝青够铜。vS<2m/肃s时→球墨过铸铁纱、灰层铸铁卵。三、蜗控杆传坊动的常用召材料及许蛇用应对力13倘.4蜗杆秧传动嫌的设粪计计本算潘存吹云教久授研带制[σF]——许用欠弯曲贸应力背；蜗轮的许用弯曲应力[σF]蜗轮材料铸造方法铸锡青铜砂铸模型4029ZCuSn10P1金属模铸造5640铸锡锌青铜砂铸模型2622ZCuSn5Pb5Zn5金属模铸造3226铸铝铁青铜砂铸模型8057ZCuAl10Fe3金属模铸造9064HT150砂铸模型4028HT200砂模铸造4834灰铸铁单侧工作双侧工作[σ0F]’[σ-1F]’13限.4蜗杆昨传动卧的设帆计计泻算一、蜗杆谨传动狱的效左率功率放损耗捐：啮合猪损耗竿、轴百承摩溉擦损冈耗、狭搅油训损耗恼。η=（0.95~0.96）tan(γ+ρv)tanγ

蜗杆捉主动汉时，瘦总效辞率计摔算公暑式为式中予:γ为蜗涂杆导迫程角防;13府.5蜗杆刺传动退的效波率、仇润滑怎和散热∴Z1↑γ↑η↑效率没与蜗单杆头根数的费大致己关系丝式为：蜗杆助头数Z1１云２爆４厅６总剩效演率η0.票70坟0雅.8惭0粥0泄.9婚0苍0酷.9干5∵ta宾nγ1=Z1/q二、半蜗杆焦传动商的散筹热1、砖在箱饥体外占表面奋上铸赠出或忙焊上排散热沿片，眉以增气加散或热面谨积；2、予在蜗角杆轴根上安借装风稳扇强朽行通狼风；3、内在箱陕体油罢池内葡装设星蛇形六管，躲用循劝环水搬冷却淹。13烟.5蜗杆栗传动砌的效告率、超润滑创和散热潘存键云教惨授研礼制二、蜗杆竹传动右的润器滑若润话滑不恭良，效率显著举降低↓早期汤胶合瓜或磨霞损润滑上对蜗泽杆传船动而寨言，矩至关基重要硬。润滑碰油：68