第十章蝸桿傳動

1、第7章蝸桿傳動（計劃學時：4h）（一）教學要求1、了解蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)，了解滑動速度、效率2、掌握蝸輪強度計算方法及蝸桿傳動，熱平衡計算方法（二）教學的重點與難點1、 蝸桿傳動特點、參數(shù)計算、特性系數(shù)q2、齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲強度和熱平衡計算（三）教學內容 1概述用于實現(xiàn)空間交錯軸間的運動傳遞，一般交錯角=90。其特點是結構緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)、易自鎖。缺點是摩擦磨損大、發(fā)熱量大，n低，二適于中心功率的傳動。一、蝸桿傳動的類型按蝸桿形式：圓柱蝸桿（常用）環(huán)面蝸桿錐蝸桿（較少）1、圓柱蝸桿傳動：普通圓柱蝸桿（在車床上用直線刀刀刃車削而得到）阿基米德蝸桿 （ZA）最常用，垂直

2、于軸線平面的齒廓為阿基米德螺線，在過軸線的平面內齒廓為直線，在車床上切制時切削刃頂面通過軸線。20 =40，加工簡單，磨削有誤差，精度較低，刀子軸線垂直于蝸桿軸線單刀：導程用 Z2,i；2 ii2,蝸輪輪齒強度0,Z； 3m/s時，減摩性好，抗膠合性好， 價貴，強度稍低。鑄鋁鐵青銅（ZcuAI10Fe3 ） Vs 4m/s,減摩性、抗膠合性稍差，但強度高，價兼 鑄鐵：灰球墨。Vs 2m/s，要進行時效處理、防止變形。二、蝸桿傳動的受力分析蝸桿主動，法向力 Fn作用在垂直于蝸桿輪齒齒向的法平面內，法平面與軸面的夾角為，與水平面夾角為 片，法向力Fn可分解為三個相互垂直的分力Ft、，F(xiàn)r和軸向力F

3、a。1、力的大小Ft1 =並- -Fa2傳動效率d1Ft2 = - _Fa1Fr1 = Fr2Ft2tT2 - T1 12d2考慮摩擦力f Fn （沿蝸桿齒向），則Ft2二Fa1 =Fn COS：COS - & S“ Fn法向力Q:FalFt 22T2cos： n cos - fv sin cos： n cos - fv sin d? cos： n cos - fv sin忽略摩擦力2T2d2 cos n cos2、力的方向和蝸輪轉向的判別Ft “主反從同” ，F(xiàn)r指向軸線Fa1蝸桿左（右）手螺旋定則，根據(jù)蝸桿齒向伸左手或右手，握住蝸桿軸線，四指 代表蝸桿轉向，大拇指所指代表D蝸桿所受軸向力

4、Fai的方向，F(xiàn)t2的方向與Fai相反，F(xiàn)t2的方向即為W2轉向。例：畫出圖示蝸桿傳動的三個分力方向并確定蝸輪轉向三、蝸桿傳動的強度計算1、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算，由赫其公式（ Hertz）按主平面內斜齒輪與齒條嚙合進 行強度計算KFn .,Fn法向載荷（N）； L接觸線長度（注意蝸桿蝸輪接觸線是傾斜的，并計入重合度）； 匕綜合曲率半徑；Ze材料彈性線數(shù)，對鋼蝸桿配青銅蝸輪ZE -160. M，代入蝸桿傳動有關參數(shù)，并化簡得校核公式：二 h 二 Ze Zp； KTz/a豈二h Mpa式中，Ze材料的彈性系數(shù)，鋼蝸桿配青銅蝸輪ZE =160、MP：Zp接觸系數(shù)，Zp為反映蝸桿傳動接觸線長度和曲

5、率半徑對接觸強度的影響系數(shù)K -Ka Kv K I載荷系數(shù)Ka工況系數(shù)K p齒面載荷分布系數(shù)：K p =1載荷平穩(wěn)K = 1.3 1.6 載荷變化較大，或有沖擊、振動時Kv= 1.01.1,V2 90,及開式傳動中，在閉式傳動中彎曲強度計算作為校核計 算對于重載傳動，通過計算還可差別由于輪齒的彎曲變形量引起的輪齒彈性變形量是否過大 而影響蝸桿傳動的平穩(wěn)性。同樣由于主平面內蝸桿蝸輪一一相當于齒條與斜齒輪嚙合，所以，將蝸輪看成斜齒輪， 由斜齒輪齒根彎曲應力計算公式得：斜齒數(shù)：二 bYFa2YSa2YY = b2dYFa2YSa2YY-b2 蝸輪齒弧長，b2 :360 cos-為蝸輪齒寬角mn =m

6、cos為法面模數(shù)Ysa2齒根應力修正系數(shù)在 二F中考慮。丫 .彎曲疲勞強度重合度系數(shù)， 丫 -0.667 丫目螺旋角影響系數(shù)，取丫0=1一220* 將上述參數(shù)代入得彎曲疲勞強度校核公式：1.535ddmcosYFa2Y汀刁FYFa2蝸輪齒形系數(shù)，按當量齒數(shù)ZV2及變位系數(shù)X2，查圖二F 蝸輪輪齒許用彎曲應力二F 十OF 心小蝸輪基本許用應力（計入齒根應力修正系數(shù)YFa2）,彎曲應力脈動循環(huán)二F ；彎曲應力對稱（雙側工作）循環(huán) ；oF設計公式：m2dj2 YFa2Y： mm二定 m、di、qZ2 COSfcrF四、蝸桿的剛度計算目的：防止彈性變形過大而造成蝸桿蝸輪不能正確嚙合，加劇齒面磨損 計算

7、模型：簡支梁集中載荷： P = - F； Fr2蝸桿最大撓度：呼后L348EI剛度條件:許用最大撓度：y二止1000蝸桿的截面慣性矩，Idf164d f1蝸桿齒根圓直徑（mm）， L支承跨距（mm） 五、普通圓柱蝸桿傳動精度等級及其選擇按 GB10089-88高t低精度等級 1, 2,，6, 7, 8, 9, 10, 11, 12遠景常用6級一一中等精度機床分度機構（插齒機、滾、齒機），讀數(shù)裝置精密傳動機構 V25m/s7級一一適于一般精度要求的動力傳動，中等速度（V280 時措施：1、加散熱片以增大散熱面積2、蝸桿軸端加風扇，用強制風冷卻3、在傳動箱內安裝循環(huán)冷卻管路如加裝風扇，引起附加功率

8、損耗：PF :- 1 .5Vfos ( KW )(總功率損耗兀 D F nFPF =(p 也Pf)(1 H) ), Uf風扇時輪圓用速度(VF =( m/s),其中，60 000Df為風扇葉輪外徑 mm; nF風扇轉速(r/min )單位時間內產(chǎn)生熱量：Hi =1000(P-APF)(1 - ) KW單位時間內散熱量：H(Kd KdS)(t -t0)WS1, S2分別為風冷面積和自然冷卻面積，m2Kd風冷時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由H1=H2,同樣可得熱平衡時的油溫t(C)t 0 6普通圓柱蝸桿、蝸輪的結構設計1、蝸桿一一一般與軸成一體無退刀槽，銃刀銃制 有退刀槽，車刀車、或銃2、蝸輪一一蝸輪輪齒部分一般是青銅，而與軸聯(lián)接的輪轂部分一般是鋼，為節(jié)約青銅 材料，其結構有如下幾種：46個(