第九章-蜗杆传动

第九章蜗杆传动蜗杆蜗轮9-1

蜗杆传动的概述2特点传动比大：一般传动i=7~80;分度机构可达1000结构紧凑传动平稳，噪声小效率低成本高1组成和应用蜗杆主动，蜗轮被动通常二轴交角

＝90°一、蜗杆传动的特点和及应用二、蜗杆传动的类型环面蜗杆

按蜗杆整体形状分：圆柱蜗杆啮合特点从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动从主平面看，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d1Bpda2a2

da2d2df2Ldf1da1hahfh9-2基本参数和几何尺寸计算1模数ma1=mt2=m从主平面看，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d1p一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择2压力角GB/T10088-88规定：阿基米德蜗杆：a=20°动力传动：a=25°分度传动：a=12°、15°d1Bp2

蜗杆轴面的压力角应该等于蜗轮端面压力角3导程角根据正确啮合条件，

1=2（蜗轮的螺旋角）蜗杆的导程角相当于螺纹的螺旋升角pz1p

z1p

d14分度圆直径●蜗杆直径系数q及分度圆直径d1

d1—标准系列值限制蜗轮滚刀数量，便于刀具标准化蜗杆直径系数：q=d1/m→d1

=mqq与导程角γ之关系：5.传动比i

和齿数比u传动比

:

z1z2

=---n2n1i=---若想得到大i,可取：z1=1，但传动效率低。对于大功率传动,可取：z1=2，或4。蜗轮齿数：z2=iz1

为避免根切：z2≥26一般情况：z2≤80

z2过大→→蜗杆长度↑→刚度、啮合精度↓结构尺寸↑=u----齿数比6.蜗轮齿数z2表11-2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

29~3129~6129~6129~82

a=(d1+d1)/27.蜗杆传动的标准中心距=m(q+z1)/2二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比i,→

z1

→

z2

→计算求得m、d1

→计算几何尺寸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、失效形式及设计准则2设计准则——主要考虑蜗轮开式齿轮传动：齿面磨损、轮齿折断

保证齿根疲劳强度闭式齿轮传动：齿面胶合、点蚀

按齿面接触疲劳强度设计，齿根疲劳强度校核另外，还应作热平衡计算1失效形式失效：胶合、磨损、点蚀、齿根折断——蜗轮轮齿由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上9-3蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择材料要求：减摩性好、耐磨、抗胶合、足够的强度一、蜗杆的材料高的强度、刚度及光洁度碳钢—45号钢调质或淬火合金钢—20Cr、20CrMnTi(渗碳淬火)、40Cr(表面淬火)二、蜗轮的材料

减摩、抗胶合、抗点蚀铸锡青铜ZCuSn10Pb1—适合高速铸铝青铜ZCuAl9Fe3—低速重载灰铸铁HT200—低速轻载三、蜗杆和蜗轮的材料选择1运动分析12pFt2Fa1Fr1Fr2ω22)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；T1T1ω1ω1Ft1Ft1Fa2Fa2右(左)旋蜗杆：伸出右(左)手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度vp2的方向与拇指指向相反。用手势确定蜗轮的转向：9-4普通蜗杆传动的强度计算2受力分析作用力的大小：受力分析类似斜齿传动蜗杆、蜗轮旋向相同蜗杆三个分力：Fr1,Ft1,Fa1蜗轮三个分力：Fr2,Ft2,Fa2二、轮齿表面的接触强度计算校核公式：设计公式：特点：强度计算主要针对蜗轮轮齿（材料原因）中间平面内相当于齿条与齿轮啮合，蜗轮类似于斜齿轮蜗轮轮齿的强度计算与斜齿轮相似说明：1z1、z1的选择：z1

查表9-2,根据传动比选择；z2

26~282载荷系数K一、蜗杆的传动计算η=η1η2η3与齿轮传动相同：啮合效率类似于螺旋副：η2η3≈0.95~0.96故：由此可知，z1↑→γ↑→η

↑z1=1时，η=0.7~0.75z2=2时，η=0.75~0.82

z2=4时，η=0.87~0.92

自锁时，η<0.5

9-5效率、润滑和热平衡计算

二、润滑一般情况下，采用浸油润滑vs

很大时，采用喷油润滑滑动速度运动粘度>5~10>10~15>15~25>25工作条件重载重载中载----100068032022015010068润滑方法浸油润滑浸油或喷油润滑压力喷油润滑热平衡时，单位时间内：发热量=散热量单位时间内的发热量(由于摩擦损耗引起)：Q1=1000P1(1-h)单位时间内的散热量：Q2=KA(t1-t2)Q1=Q2，则温升P为传动输入的功率；K