機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之蝸桿傳動(dòng)WormGear

1、機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)（）（零件）（零件）第6章 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料選擇、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料選擇、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動(dòng)的受力蝸桿傳動(dòng)的受力蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率及熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率及熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)選擇蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)選擇蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)本章大綱本章大綱第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.1概述變應(yīng)力作用下的失效特征蝸輪蝸桿形成蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)：蝸桿傳動(dòng)：是用來(lái)傳遞空間兩是用來(lái)傳遞空間兩900交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，由的，由蝸桿蝸桿和和蝸輪蝸輪組成。組

2、成。蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪小齒輪的小齒輪的b1b1較大，形較大，形像螺桿，像螺桿，稱(chēng)為蝸桿稱(chēng)為蝸桿大齒輪大齒輪b2b2較小，較小，d2很很大，大，b2較短，齒數(shù)較短，齒數(shù)z2很多，類(lèi)似一斜齒輪，很多，類(lèi)似一斜齒輪，稱(chēng)為蝸輪稱(chēng)為蝸輪。為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的直母線(xiàn)改為圓弧形，使為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的直母線(xiàn)改為圓弧形，使它部分地包住蝸桿它部分地包住蝸桿第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.1概述變應(yīng)力作用下的失效特征蝸輪蝸桿形成蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿是一具有梯形螺紋或接近梯形螺紋的螺桿，蝸桿傳動(dòng)可以視為螺旋傳動(dòng)（其中蝸輪可以視為特殊的開(kāi)式螺

3、母）。在通過(guò)蝸輪中間平面所截的蝸桿軸向平面內(nèi)可見(jiàn)，蝸桿傳動(dòng)又可視為斜齒圓柱齒輪與齒條的嚙合傳動(dòng)。第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.1概述蝸桿加工 蝸輪加工 變應(yīng)力作用下的失效特征蝸輪蝸桿形成蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn) 為了保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合為了保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合 ，要用與蝸桿尺寸相同的，要用與蝸桿尺寸相同的蝸桿滾刀來(lái)加工蝸輪。蝸桿滾刀來(lái)加工蝸輪。第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.1概述1、按蝸桿形式分類(lèi)、按蝸桿形式分類(lèi)圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿 錐蝸桿 同時(shí)相嚙合的齒同時(shí)相嚙合的齒對(duì)多，承載能力對(duì)多，承載能力大，效率高；大，效率高；但需要較高的制但需要較高的制造和安裝精度造和安裝精度 同時(shí)接觸的齒的

4、對(duì)同時(shí)接觸的齒的對(duì)數(shù)多；重合度大，傳數(shù)多；重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)動(dòng)平穩(wěn)兩者離合方便兩者離合方便可可兼作離合器使用兼作離合器使用 制作、安裝制作、安裝容易；容易；承載能力較承載能力較低；低；蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)（1）阿基米德圓柱蝸桿（ZA）（2）漸開(kāi)線(xiàn)圓柱蝸桿（ZI）端面齒廓：端面齒廓：阿螺旋線(xiàn)阿螺旋線(xiàn)齒面：齒面：阿螺旋面阿螺旋面軸向齒廓：軸向齒廓：直線(xiàn)直線(xiàn)法向齒廓：法向齒廓：凸廓凸廓加工工藝：加工工藝：車(chē)、斜插齒、車(chē)、斜插齒、不易磨削、精度低不易磨削、精度低端面齒廓：端面齒廓：漸開(kāi)線(xiàn)漸開(kāi)線(xiàn)齒面：齒面：漸開(kāi)線(xiàn)螺旋面漸開(kāi)線(xiàn)螺旋面軸向齒廓：

5、軸向齒廓：凸廓凸廓蝸桿基圓切面內(nèi)：蝸桿基圓切面內(nèi)：直線(xiàn)凸曲線(xiàn)直線(xiàn)凸曲線(xiàn)加工工藝：加工工藝：車(chē)、滾銑、磨（單面車(chē)、滾銑、磨（單面/單錐面砂輪）單錐面砂輪）其他：其他：效率高效率高6.1概述蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)按蝸桿齒廓形狀以及形成原理不同分為：第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)（3）法向直廓圓柱蝸桿（ZN）端面齒廓：端面齒廓：延伸漸開(kāi)線(xiàn)延伸漸開(kāi)線(xiàn)齒面：齒面：延伸漸開(kāi)面延伸漸開(kāi)面法向齒廓：法向齒廓：直廓直廓軸向齒廓：軸向齒廓：微凹廓線(xiàn)微凹廓線(xiàn)加工工藝：加工工藝：車(chē)、盤(pán)銑、指銑、車(chē)、盤(pán)銑、指銑、 直母線(xiàn)砂輪磨直母線(xiàn)砂輪磨端面齒廓：端面齒廓：近似阿螺旋線(xiàn)近似阿螺旋線(xiàn)齒面：齒面：凸廓凸廓法向

6、齒廓：法向齒廓：凸廓凸廓軸向齒廓：軸向齒廓：凸廓凸廓加工工藝：加工工藝：雙錐面盤(pán)銑、雙錐面砂輪雙錐面盤(pán)銑、雙錐面砂輪其他：其他：齒形曲線(xiàn)復(fù)雜、設(shè)計(jì)困難齒形曲線(xiàn)復(fù)雜、設(shè)計(jì)困難（4）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK）6.1概述蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)（5）圓弧圓柱蝸桿（ZC）端面齒廓：端面齒廓：阿基米德螺旋線(xiàn)阿基米德螺旋線(xiàn)齒面：齒面：圓弧形凹面圓弧形凹面軸向齒廓：軸向齒廓：圓弧圓弧凹廓凹廓加工工藝：加工工藝：刃邊為凸圓弧形的刀具刃邊為凸圓弧形的刀具其主要特點(diǎn)為：效率高，一般可達(dá)其主要特點(diǎn)為：效率高，一般可達(dá)90以上，承載能力高以上，承載能力高 ，一般可較普，一般可較

7、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)高出通圓柱蝸桿傳動(dòng)高出50 一一150 %；體積??；質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)緊湊。這種；體積小；質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)緊湊。這種傳動(dòng)已得到廣泛應(yīng)用傳動(dòng)已得到廣泛應(yīng)用 。6.1概述蝸輪蝸桿形成蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.1概述蝸輪蝸桿形成變應(yīng)力作用下的失效特征蝸桿傳動(dòng)分類(lèi)蝸蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)桿傳動(dòng)特點(diǎn)在動(dòng)力傳動(dòng)中，在動(dòng)力傳動(dòng)中，i=5-80;在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)中，的傳動(dòng)中，可達(dá)可達(dá) 300；若只傳遞運(yùn)動(dòng)；若只傳遞運(yùn)動(dòng) ，可達(dá)，可達(dá) 1 000。結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊逐入嚙合及逐出嚙合，嚙合齒對(duì)多逐入嚙合及逐出嚙合，嚙合齒對(duì)多蝸桿為主動(dòng)件蝸桿為主動(dòng)件當(dāng)傳

8、動(dòng)可自鎖時(shí)當(dāng)傳動(dòng)可自鎖時(shí) ，效率僅為，效率僅為 0.4左右左右,蝸輪須采用減磨材料蝸輪須采用減磨材料第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征主要參數(shù)主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算做通過(guò)蝸桿軸線(xiàn)并與渦輪軸線(xiàn)垂直的平面，稱(chēng)為中間平面（主平面）。相當(dāng)于蝸桿的端面、蝸桿的軸面。在這個(gè)平面內(nèi)即蝸輪的端面、蝸桿的軸面。在這個(gè)平面內(nèi)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于漸開(kāi)線(xiàn)齒輪與直齒條的嚙合傳動(dòng)。因此，渦輪傳動(dòng)的嚙合條件就是：1 蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角=蝸輪端面的模數(shù)和壓力角2 蝸輪和蝸桿的旋向相同設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)，均取中間平面的參數(shù)和尺寸為基準(zhǔn)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)

9、6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征主要參數(shù)主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算1、模數(shù)、模數(shù)m和和壓力角（齒形角）壓力角（齒形角）a a mx1=mt2=m, ax1= at2= a2、導(dǎo)程角、導(dǎo)程角g g和蝸輪螺旋角和蝸輪螺旋角b bpapz(導(dǎo)程)=z1pagd1蝸桿g 渦輪b;（旋向同）一般采用右旋;自鎖 g=3.5o 一般g=1530o， g效率 圖11-17tang=pz1/d1=z1px1/d1=z1mx1/d1=z1mx1/d1=z1/qq =d1 / mx1)tan(/tan/vdrWW = = =蝸桿直徑系數(shù)蝸桿軸向壓力角&法向壓力角的關(guān)

10、系第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征主要參數(shù)主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算4、蝸桿頭數(shù)、蝸桿頭數(shù)Z1蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)Z2 Z1的選擇:1大傳動(dòng)比、自鎖（并且，g=3.5o ） 2，4，6傳動(dòng)速度高、傳動(dòng)效率高Z2的選擇:2870動(dòng)力傳動(dòng)3 3、蝸桿的分度圓直徑、蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)和直徑系數(shù)q mdq1=蝸桿分度圓蝸桿分度圓直徑直徑d1的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（表（表164）滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度前提下，盡量取小的滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度前提下，盡量取小的q值和值和d1值值（導(dǎo)出值）（導(dǎo)出值）Z2不能取過(guò)大？不能取過(guò)大？111tanz md

11、g=為了限制渦輪滾刀的數(shù)目，便于滾刀標(biāo)準(zhǔn)化，每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑12xtmmm=第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征主要參數(shù)主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算5、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比 i 和齒數(shù)比和齒數(shù)比 u nZinZ=主主小大ZZu =6、標(biāo)準(zhǔn)中心距、標(biāo)準(zhǔn)中心距 a )(21)(2212ZZmZqma=在動(dòng)力傳動(dòng)中，在動(dòng)力傳動(dòng)中，i=580（常用（常用15-50）;在分度機(jī)構(gòu)在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)中，可達(dá)的傳動(dòng)中，可達(dá) 300；若只傳遞運(yùn)動(dòng)；若只傳遞運(yùn)動(dòng) ，可達(dá)可達(dá) 1 000。從從u避免整數(shù)避免整數(shù)提高加工精

12、度提高加工精度僅和齒數(shù)比的關(guān)系分度圓直徑之和（無(wú)變位）第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)aDaO2aDad1(c)蝸桿中心線(xiàn)分度線(xiàn)d1d2=d2=mz2節(jié)線(xiàn)aPO2Da蝸桿中心線(xiàn)Da(a)d1d1PO2d2=d2=mz2分度線(xiàn)(節(jié)線(xiàn))分度線(xiàn)d1=d1節(jié)線(xiàn)(b)蝸桿中心線(xiàn)Pd2=d2=mz26.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)幾何尺寸計(jì)算蝸桿傳動(dòng)變位蝸桿傳動(dòng)變位變位的目的變位的目的：(1)配湊中心距 (2)改變傳動(dòng)比 變位方法：變位方法：蝸輪變位 1）湊中心距：）湊中心距： ，Z2不變，不變， ，傳動(dòng)比，傳動(dòng)比i不變不變 aa 22ZZ =0.50.5x0.5 (2)am qz=220.5 (

13、2)am qzx =220.5 (2)am qzx=已知已知a,m,q,計(jì)算變位系數(shù)計(jì)算變位系數(shù)x2?220.5()xa mqz=推薦：推薦：變位后蝸輪的節(jié)圓仍與分度變位后蝸輪的節(jié)圓仍與分度 圓重合圓重合 ，而蝸桿在，而蝸桿在中間中間平面上平面上的節(jié)線(xiàn)不再與其分度線(xiàn)重合的節(jié)線(xiàn)不再與其分度線(xiàn)重合 。X0第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)幾何尺寸計(jì)算蝸桿傳動(dòng)變位2）湊傳動(dòng)比：，）湊傳動(dòng)比：， Z2改變改變 aa =22ZZ 12121212ZZiZZi=0.5x = 220.5 (2)am qzx=222() 2xzz=已知已知z2,z2計(jì)算變位系數(shù)計(jì)算變位系

14、數(shù)x2?結(jié)論：結(jié)論：d2=d2=mz2分度線(xiàn)d1(d)aDaP蝸桿中心線(xiàn)節(jié)線(xiàn)d1O2d1節(jié)線(xiàn)分度線(xiàn)DaO2d2=d2=mz2(e)蝸桿中心線(xiàn)d1aP220.5 (2)am qzx=20.5 ()am qza=O2a分度線(xiàn)(節(jié)線(xiàn))d1=d1蝸桿中心線(xiàn)Pd2=d2=mz2X0Z2Z2Z2Z2整數(shù)倍整數(shù)倍第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)蝸桿傳動(dòng)變位的特點(diǎn) ：為了保持刀具尺寸不變，不能改變蝸桿的尺寸，因而只能對(duì)蝸輪進(jìn)行變位。（1）蝸輪齒數(shù)不變，中心距： （2）中心距不變，則蝸輪齒數(shù)：)2(2)(21221xzqmdda=22222222222zzxxzzxzqmzqma=則故）（）（因第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓

15、柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征主要參數(shù)主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算蝸輪傳動(dòng)的方向判別：右旋用右手，左旋用左手，四指表示蝸桿（或渦輪）轉(zhuǎn)動(dòng)方向，大拇指的反向表示蝸輪（蝸桿）在嚙合點(diǎn)的速度方向，從而確定其轉(zhuǎn)向。第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)變應(yīng)力作用下的失效特征蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算mdq1=1dmq=122dm qx =1xpm=11tanz m dg=12tan(2)zqxg =1112aaddh=20oxa=20ona=ZAZ, NIKam=mcosnmg=第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)

16、及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)變應(yīng)力作用下的失效特征蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算外圓直徑齒頂圓直徑中圓直徑分度（節(jié)）圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑節(jié)圓直徑分度（中）圓直徑齒根圓直徑嚙合點(diǎn)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)變應(yīng)力作用下的失效特征蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算222ddmz=2222ffddh=212mdad=2bg=2mbg=第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.2普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算主要參數(shù)變應(yīng)力作用下的失效特征蝸桿傳動(dòng)變位幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算20.5 ()am qz=2220.5 (2)am qzxax m=1221nZinZ=

17、第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.3蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度、效率、自鎖和潤(rùn)滑V2蝸輪節(jié)點(diǎn)圓周速度 1111cos100060cosVndVVS=gg蝸桿蝸輪齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度Vs 1、易發(fā)生齒面磨損和膠合 2、如潤(rùn)滑條件良好 , 有助于形成潤(rùn)滑油膜，減少摩擦、磨損，提高傳動(dòng)效率 d1d221Pv2v2vsv1g變應(yīng)力作用下的失效特征滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度效率與自鎖潤(rùn)滑第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.3蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度、效率、自鎖和潤(rùn)滑321=由嚙合摩擦損耗所決定的效率 軸承的效率，滾動(dòng)取0.99，滑動(dòng)取0.980.99 1蝸桿或蝸輪攪油引起的效率 ,取0.950.992滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度潤(rùn)

18、滑效率與自鎖33e/()tgtggg= 當(dāng)量摩擦角 查表16-6 ，與材料組合，齒面硬度和滑動(dòng)速度有關(guān)；e第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)Ft2Ft1FfvsFt1主動(dòng)力Ft2有效輸出力Ff摩擦阻力ggN蝸桿主動(dòng)、蝸輪從動(dòng)蝸桿主動(dòng)蝸桿主動(dòng)蝸輪從動(dòng)時(shí)的效率計(jì)算蝸輪從動(dòng)時(shí)的效率計(jì)算11322ee1()()ttPFltgtgPFltgtggggg=出入1 1tPF l=入2 2tPF l=出Ft1Ft2R21+ 第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)蝸桿從動(dòng)蝸桿從動(dòng)蝸輪主動(dòng)時(shí)的效率計(jì)算蝸輪主動(dòng)時(shí)的效率計(jì)算2e23e11()1()ttPFtgltgPFltgtggggg=出入2 2tPF l=入1 1tPF l=出蝸輪主動(dòng)、蝸桿從動(dòng)F

19、f摩擦阻力Ft1有效輸出力Ft2主動(dòng)力vsFfFt1Ft2ggNFt1Ft2 R21第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.3蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度、效率、自鎖和潤(rùn)滑滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度潤(rùn)滑效率與自鎖eg自鎖條件：自鎖條件：3/(2 )0.5tgtggg效率預(yù)估（也可以查表）：設(shè)計(jì)時(shí)，需要預(yù)估效率預(yù)估（也可以查表）：設(shè)計(jì)時(shí)，需要預(yù)估(100/2)%i=嚙合效率查表：查表：蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)蝸桿頭數(shù)估取 Z1 1(自鎖)， 1（非自鎖）， 2， 4， 6效率 0.4， 0.7， 0.8， 0.9， 0.95方一：方二：第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.3蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度、效率、自鎖和潤(rùn)滑滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度變應(yīng)力作用下的失效特征效

20、率與自鎖潤(rùn)滑目的：目的：1）提高效率；）提高效率； 2）降低溫升，減少接觸壓力、減少磨損和防膠合）降低溫升，減少接觸壓力、減少磨損和防膠合1、根據(jù)滑動(dòng)速度選取潤(rùn)滑油黏性和牌號(hào)表16-9 蝸桿下置式傳動(dòng)直接選取。如上置，則黏性提高30-50%。 2、給油方法 3、潤(rùn)滑油量 蝸桿上置時(shí)浸油深度 231ad1）油浴潤(rùn)滑；（考慮油量）2）壓力噴油潤(rùn)滑 （考慮壓力）1.52.5bar蝸桿下置時(shí)浸油深度 1h壓力噴油潤(rùn)滑的噴油量根據(jù)中心距估計(jì)，壓力1.5-2.5bar （參見(jiàn)書(shū)中表格）（1個(gè)齒高）潤(rùn)滑三個(gè)方面：潤(rùn)滑油黏度、供油方式、以及油量第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)蝸桿下置式傳動(dòng)直接選取。如上置，則黏性提高30-

21、50%。第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.4受力分析、失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則變應(yīng)力作用下的失效特征受力分析受力分析失效形式計(jì)算準(zhǔn)則蝸桿上的力分量：蝸桿上的力分量：法向力Fn1：軸向力Fa1+徑向力Fr1 +圓周力Ft1 摩擦力Fm1t1a211a1t22222FFT dFFTd= = =蝸輪上的力分量蝸輪上的力分量：法向力Fn2：軸向力Fa2 +徑向力Fr2 +圓周力Ft2 摩擦力Fm2 r1r22n1n2t2tan(cos cos)tnFFFFFFaga= = Fm=0Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa1左、右手定則（桿主動(dòng)）Fa1方向：T2=T1i3受力方式與斜齒圓柱齒輪傳遞方式相似a端面壓力角第一項(xiàng)第二

22、項(xiàng)第二項(xiàng)根據(jù)蝸輪判斷蝸桿的轉(zhuǎn)向即可判斷速度方向第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng) 力的方向力的方向蝸桿傳動(dòng)的受力蝸桿傳動(dòng)的受力Fa1Ft2Fr2Fr2Ft1Fa2一對(duì)嚙合的蝸桿與蝸輪旋向相同一對(duì)嚙合的蝸桿與蝸輪旋向相同第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.4受力分析、失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則變應(yīng)力作用下的失效特征受力分析受力分析失效形式計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算載荷：計(jì)算載荷：K=KAKVKb 載荷系數(shù) ；KA-工況系數(shù)（使用系數(shù)），同齒輪傳動(dòng),查表1614KV-動(dòng)載系數(shù)，比齒輪傳動(dòng)小，渦輪vs3m/s時(shí)，KV1，否則KV1.11.3Kb齒向載荷分布系數(shù)。載荷平穩(wěn)時(shí)=1；載荷不平穩(wěn)時(shí)1.31.6。第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.4受力分析、失效形式與計(jì)算

23、準(zhǔn)則受力分析計(jì)算準(zhǔn)則失效形式失效形式相對(duì)滑動(dòng)速度大、摩擦磨損嚴(yán)重，所以主要失主要失效形式時(shí)齒效形式時(shí)齒面面磨損和齒磨損和齒面膠合面膠合；閉式主要失效開(kāi)式主要失效材料：強(qiáng)度大，具有良好的磨合與耐磨性第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.4受力分析、失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則受力分析變應(yīng)力作用下的失效特征失效形式計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則：計(jì)算準(zhǔn)則：n齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算代替齒面膠合強(qiáng)度設(shè)計(jì)；n齒根彎曲強(qiáng)度代替齒面磨損強(qiáng)度校核；n熱平衡計(jì)算n 開(kāi)式蝸桿傳動(dòng)，只計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度，無(wú)需接觸強(qiáng)度和熱平衡計(jì)算；n一般地，接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均針對(duì)蝸輪計(jì)算；n蝸桿軸剛性和強(qiáng)度計(jì)算。閉式第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.5材料、許用應(yīng)力和制造精度 蝸桿

24、高速重載高速重載低速中載低速中載中碳鋼中碳鋼+ +調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)低碳合金鋼低碳合金鋼+ +滲碳淬火滲碳淬火中碳鋼或中碳合金鋼中碳鋼或中碳合金鋼+ +表面淬火表面淬火 蝸輪第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)抗彎強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.5材料、許用應(yīng)力和制造精度 第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)ZE 為材料彈性系數(shù)；221212111EvEEZv=nHEFZL=L接觸線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算法向力為綜合曲率半徑。2HEH22123.1cosKTZd dg=6.6圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度彎曲疲勞強(qiáng)度剛度計(jì)算散熱計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度校核公式接觸疲勞強(qiáng)度校核公式：（中間平面相當(dāng)于齒輪：（中間平面相當(dāng)于齒輪+齒條）齒條）因蝸桿傳動(dòng)失效常發(fā)生在蝸輪，所以強(qiáng)度計(jì)算只針對(duì)蝸輪只針對(duì)蝸輪；X-接觸長(zhǎng)度變化系數(shù)； 端面重合度;b渦輪分度圓嚙合弧線(xiàn)長(zhǎng)度1221112cossin20ttdg=第一項(xiàng)第二項(xiàng)第二項(xiàng)6.6圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算變應(yīng)力作用下的失效特征接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度彎曲疲勞強(qiáng)度剛度計(jì)算散熱計(jì)算2HEH22123.1cosKTZd dg=E221212111ZEEmm=其中，K為載荷系數(shù)