機械設(shè)計基礎(chǔ)蝸桿實用教案

1、會計學(xué)1機械設(shè)計基礎(chǔ)機械設(shè)計基礎(chǔ)(jch)蝸桿蝸桿第一頁，共51頁。5.1 5.1 概述概述(i sh)(i sh)作用：作用： 用于傳遞空間交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動用于傳遞空間交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動(yndng)(yndng)和動和動力。力。 一般蝸桿主動、蝸輪從動。一般蝸桿主動、蝸輪從動。形成：若單個斜齒輪的齒數(shù)很少（如形成：若單個斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1z1=1）而且）而且(r (r qi)qi)很大很大 時，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。時，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。11 1所得齒輪稱為所得齒輪稱為: :蝸桿蝸桿。而嚙合件稱為而嚙合件稱為: :蝸輪蝸輪。蝸桿蝸桿22 2蝸輪蝸

2、輪第1頁/共50頁第二頁，共51頁。改進措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法改進措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法(chn f)切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為線接切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為線接觸。觸。點接觸點接觸優(yōu)點：優(yōu)點： 傳動傳動(chundng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(chundng)平穩(wěn)、噪平穩(wěn)、噪聲小、聲小、自鎖性。分度機構(gòu)自鎖性。分度機構(gòu)(jgu)：i=300, 通常通常i=1080缺點：缺點： 傳動效率低、蝸輪齒圈用傳動效率低、蝸輪齒圈用青銅青銅制造，成本高。制造，成本高。線接線接觸觸摩擦、磨損摩擦、磨損嚴重。嚴重。第2頁/共50頁第三頁，共51頁。機床：數(shù)控工作臺、分度機構(gòu)

3、機床：數(shù)控工作臺、分度機構(gòu)汽車：轉(zhuǎn)向器汽車：轉(zhuǎn)向器冶金：材料運輸冶金：材料運輸?shù)V山：開采設(shè)備礦山：開采設(shè)備起重起重(q zhn)運輸：提升設(shè)備、電梯、自動扶梯運輸：提升設(shè)備、電梯、自動扶梯應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)：第3頁/共50頁第四頁，共51頁。類類型型(l(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿錐蝸桿圓柱蝸桿圓柱蝸桿 蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型第4頁/共50頁第五頁，共51頁。普通圓柱蝸桿普通圓柱蝸桿類類型型(l

4、(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用普通圓柱蝸桿的齒面一般是在車床上用直線刀刃直線刀刃的車刀切制而成，的車刀切制而成，車刀安裝位置不同車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。面的齒廓形狀不同。第5頁/共50頁第六頁，共51頁。圓弧圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿類類型型(l(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普

5、通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動的區(qū)別僅是加工用的車刀為用的車刀為圓弧刀刃圓弧刀刃。傳動特點：傳動特點：1）傳動效率高，一般可達傳動效率高，一般可達90%以上；以上；2）承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的承載能力高，約為普通圓柱蝸桿的1.52.5倍；倍；3）結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。第6頁/共50頁第七頁，共51頁。 類類型型(l(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳

6、動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 ZK阿基米德螺線阿基米德螺線2單刀加工單刀加工阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)第7頁/共50頁第八頁，共51頁。類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK

7、 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿(ZA)阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA雙刀加工雙刀加工阿基米德螺線阿基米德螺線特點：特點：便于車削加工，但磨削困難便于車削加工，但磨削困難第8頁/共50頁第九頁，共51頁。類類型型(l(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓圓柱蝸桿傳柱蝸桿傳動動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK 漸開線蝸桿漸開線蝸桿(ZI)漸開線蝸桿漸開線蝸桿漸開線漸開線基圓基圓特點：

8、特點：便于車削加工，可滾銑，可平面砂輪磨削。便于車削加工，可滾銑，可平面砂輪磨削。第9頁/共50頁第十頁，共51頁。延伸漸開線延伸漸開線類類型型(l(liixxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK dx車刀對中齒厚中心法面車刀對中齒厚中心法面法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN)第10頁/共50頁第十一頁，共51頁。類類型型(l(lii

9、xxng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿(ZN) dx延伸漸開線延伸漸開線2車刀對中齒槽中心法面車刀對中齒槽中心法面特點：特點：便于車削加工，直母線砂輪磨齒。便于車削加工，直母線砂輪磨齒。第11頁/共50頁第十二頁，共51頁。類類型型(l(lixixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunz

10、h)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK)2近似于阿基米德螺線近似于阿基米德螺線是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能是一種非線性螺旋齒面蝸桿。不能在車床上加工，只能銑削或磨削銑削或磨削，加工時工件作，加工時工件作螺旋運動螺旋運動，刀具作，刀具作旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動。砂輪砂輪第12頁/共50頁第十三頁，共51頁。類類型型(l(lixixng)n

11、g)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK 環(huán)面蝸桿傳動特點：環(huán)面蝸桿傳動特點： 1）傳動效率高傳動效率高，一般可達，一般可達8590%；2）承載能力高承載能力高，約為，約為阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿的的24倍；倍；3）要求要求制造和安裝精度高制造和安裝精度高。環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿第13頁/共50頁第十四頁，共51頁。錐蝸桿錐蝸桿類類型型(l(lix

12、ixng)ng)環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動 圓柱圓柱(yunzh)蝸桿傳動蝸桿傳動 錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 普通普通(ptng)圓柱蝸桿圓柱蝸桿傳動傳動 圓弧圓柱蝸圓弧圓柱蝸桿傳動桿傳動ZC 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿ZA漸開線蝸桿漸開線蝸桿ZI 法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿ZN 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK 錐蝸桿傳動特點：錐蝸桿傳動特點： 1）同時接觸的同時接觸的點數(shù)較多點數(shù)較多，重合度大；，重合度大； 2）傳動比范圍大）傳動比范圍大，一般為，一般為10360； 3）承載能力和傳動效率高）承載能力和傳動效率高； 4）制造安裝簡便，工藝性好。制造安裝簡便，工藝性好。 阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿Z

13、A最常用最常用第14頁/共50頁第十五頁，共51頁。d d蝸桿旋向：左旋蝸桿旋向：左旋(zu xun)(zu xun)、右旋、右旋( (常用常用) )1 11 1精度精度(jn (jn d)d)等級：等級：對于對于(duy)(duy)一般動力傳動，按如下等級制造：一般動力傳動，按如下等級制造：v1 5 m/s -7級精度；級精度；v1 3 m/s -8級精度；級精度；v1 1.5 m/s -9級精度；級精度；判定方法：判定方法：與螺旋和斜齒輪的旋向判斷方法相同。與螺旋和斜齒輪的旋向判斷方法相同。第15頁/共50頁第十六頁，共51頁。5.2 5.2 普通普通(ptng)(ptng)圓柱蝸桿傳動的

14、主要參數(shù)和幾何尺寸計算圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算中間平面中間平面(pngmin) (pngmin) 通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面平面(pngmin)(pngmin)。主要參數(shù)主要參數(shù)中間平面中間平面正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)(cnsh)分別相等：分別相等：2mt2=ma1=m在中間平面內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合在中間平面內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合1 1、正確嚙合條件、正確嚙合條件t2 =a1=第16頁/共50頁第十七頁，共51頁。壓力壓力(yl)角角: =20模數(shù)模數(shù)m m取標(biāo)準(zhǔn)值，與齒輪取標(biāo)準(zhǔn)值，與齒輪(ch

15、ln)(chln)模數(shù)系列模數(shù)系列不同。不同。分度傳動分度傳動(chundng)(chundng)，推薦用，推薦用 =15=15動力傳動，推薦：動力傳動，推薦：=252 2、模數(shù)、模數(shù)m和壓力角和壓力角 第一系列第一系列1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40第二系列第二系列1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14蝸桿模數(shù)蝸桿模數(shù)m值值 GB10088-88蝸輪蝸桿輪齒旋向相同。蝸輪蝸桿輪齒旋向相同。蝸輪右旋蝸輪右旋蝸桿右旋蝸桿右旋ZA：aZI、ZN、ZK：n第17

16、頁/共50頁第十八頁，共51頁。為了減少為了減少(jinsho)(jinsho)加工蝸輪滾刀的數(shù)量，規(guī)定加工蝸輪滾刀的數(shù)量，規(guī)定d1d1只能取標(biāo)準(zhǔn)值。只能取標(biāo)準(zhǔn)值。定義定義s=es=e的假想圓柱的假想圓柱(yunzh)(yunzh)稱為蝸桿的分度圓柱稱為蝸桿的分度圓柱(yunzh)(yunzh)。d d1 1e es sd d2 23.3.蝸桿的分度圓直徑蝸桿的分度圓直徑(zhjng)d1(zhjng)d1規(guī)定比值規(guī)定比值 為蝸桿的為蝸桿的直徑系數(shù)直徑系數(shù)。q=d1/m一般取一般取: :q = 8 18。 m不變的話，不變的話，q,d1,蝸桿蝸桿剛度剛度第18頁/共50頁第十九頁，共51頁。表

17、表5-2 普通普通(ptng)圓柱蝸桿基本尺寸和參數(shù)及其與蝸輪參數(shù)的匹配圓柱蝸桿基本尺寸和參數(shù)及其與蝸輪參數(shù)的匹配第19頁/共50頁第二十頁，共51頁。4、傳動比、傳動比i、蝸桿頭數(shù)、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)和蝸輪齒數(shù)z2蝸 桿 頭 數(shù)蝸 桿 頭 數(shù) z 1 ： 即 螺 旋 線 的 數(shù) 目： 即 螺 旋 線 的 數(shù) 目(shm)蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，相當(dāng)于齒條蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，相當(dāng)于齒條(ch tio)移動移動z1個齒，推動蝸輪轉(zhuǎn)過個齒，推動蝸輪轉(zhuǎn)過z1個齒。個齒。通常通常(tngchng)： z1=1 2 4 6dn2n1i = 傳動比：傳動比：z1z2 = 蝸輪齒數(shù)：蝸輪齒數(shù)： z2= i z1 為避免

18、根切：為避免根切： z2 17一般情況：一般情況： 28z280 若想得到大若想得到大 i , 可取：可?。?z1=1，但傳動效率低。，但傳動效率低。對于大功率傳動對于大功率傳動 , 可?。嚎扇。簔1=2，或，或 4。第20頁/共50頁第二十一頁，共51頁。表表5-3 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1與蝸輪齒數(shù)與蝸輪齒數(shù)z2的推薦值的推薦值傳動比傳動比i 5 715 1430 2982 蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)z1 6 4 2 1 蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)z2 2931 2961 2961 2982 5、蝸桿的導(dǎo)程角、蝸桿的導(dǎo)程角將分度圓柱將分度圓柱(yunzh)(yunzh)展開得：展開得：= z1 pa/d1 = m

19、z1/d1 tan1=l/d1 dd1 1lp pa a1 1d d1 11 11 16、中心、中心(zhngxn)距距a = r1+r2= m(q +z2)/2= z1/q 第21頁/共50頁第二十二頁，共51頁。普通普通(ptng)圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算(表表)由蝸桿傳動的功用由蝸桿傳動的功用(gngyng)，以及給定的傳，以及給定的傳動比動比 i , z1 z2 計算計算(j sun)求得求得 m、d1 計算幾何尺寸計算幾何尺寸表表 5-4 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 名名 稱稱 計計 算算 公公 式式 蝸桿中圓直徑，蝸輪分

20、度圓直徑蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑 齒頂高齒頂高 齒根高齒根高 頂圓直徑頂圓直徑 根圓直徑根圓直徑 蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距 徑向間隙徑向間隙 中心距中心距 蝸蝸 桿桿蝸蝸 輪輪d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m df =1.2mq df =1.2mq da1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px= mc=0.2 ma=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)第22頁/共50頁第二十三頁，共51頁。5.3 蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則(zhn

21、z)和材料和材料 失效形式和設(shè)計失效形式和設(shè)計(shj)準(zhǔn)則準(zhǔn)則a. 失效形式：齒面點蝕、膠合和磨損，通常失效形式：齒面點蝕、膠合和磨損，通常(tngchng)發(fā)生在發(fā)生在蝸輪。蝸輪。 b. 設(shè)計準(zhǔn)則：設(shè)計準(zhǔn)則：1)閉式：閉式：按接觸強度設(shè)計，按彎曲強度校核按接觸強度設(shè)計，按彎曲強度校核(Z290)， 連續(xù)工作，要進行連續(xù)工作，要進行熱平衡計算熱平衡計算。2)開式：開式：按彎曲強度進行設(shè)計。按彎曲強度進行設(shè)計。* 蝸桿的剛度計算蝸桿的剛度計算 為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進行：為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應(yīng)進行：第23頁/共50頁第二十四頁，共51頁。 常用常用(chn yn)材料材

22、料材料材料(cilio)蝸輪齒圈采用蝸輪齒圈采用(ciyng)青銅：減摩、耐磨性、抗青銅：減摩、耐磨性、抗膠合。膠合。材料牌號選擇材料牌號選擇（表（表5-5）：高速重載蝸桿：高速重載蝸桿：20Cr,20CrMnTi(滲碳淬火滲碳淬火5662HRC) 或或40Cr 42SiMn 45 (表面淬火表面淬火4555HRC)一般蝸桿：一般蝸桿：40 45 鋼調(diào)質(zhì)處理鋼調(diào)質(zhì)處理(硬度為硬度為220250HBS)蝸輪材料：蝸輪材料： vS 12 m/s時時 ZCuSn10P1錫青銅制造。錫青銅制造。vS 12 m/s時時 ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅錫青銅vS 6 m/s時時 ZCuAl10Fe3鋁青銅

23、。鋁青銅。vS 2 m/s時時 球墨鑄鐵、灰鑄鐵。球墨鑄鐵、灰鑄鐵。蝸桿采用蝸桿采用碳素鋼碳素鋼與與合金鋼合金鋼：表面光潔、硬度高。表面光潔、硬度高。第24頁/共50頁第二十五頁，共51頁。蝸桿傳動的受力分析蝸桿傳動的受力分析(fnx)5.4 普通普通(ptng)圓柱蝸桿傳動承載能力計圓柱蝸桿傳動承載能力計算算Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa12法向力可分解為三個分力法向力可分解為三個分力(fnl):(fnl):圓周力圓周力 Ft軸向力軸向力 Fa徑向力徑向力 Fr且有如下關(guān)系且有如下關(guān)系Ft1 = Fa2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Ft2 =2T1 / / d1 =2T2 / / d

24、2 = Ft2 tan T1 、T2分別為作用在蝸桿與蝸輪上的分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩扭矩T2= T1 i 1第25頁/共50頁第二十六頁，共51頁。1 11 1伸出右手伸出右手(yushu)(yushu)，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸桿，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸桿所受軸向力的方向與拇指指向相同。所受軸向力的方向與拇指指向相同。用手勢用手勢(shush)確定蝸輪的轉(zhuǎn)確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：向：左旋蝸桿：用左手判斷左旋蝸桿：用左手判斷(pndun)，方法一樣方法一樣2 22 2ar1r212pv212p右旋蝸桿右旋蝸桿Fa1Fa1v2第26頁/共50頁第二十七頁，共51頁。12p蝸桿傳動受力方向蝸桿傳動受力方

25、向(fngxing)(fngxing)的判定：的判定： Fr1Fr222)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動(zhun dng)方向一致，且方向一致，且 Ft2=-Fa1 ；4)蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自(gz)的軸線，且的軸線，且 Fr1=-Fr2 ；3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且 Ft1=-Fa2 ； 1)蝸桿所受扭矩蝸桿所受扭矩T1與轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)動方向1相同；相同；T1T1Ft1Fa2Ft1Fa2Ft2Fa111Fa1Ft2第27頁/共50頁第二十八頁，共51頁。Ft2Fa12Ft1Fa2Fr2Fr1第28

26、頁/共50頁第二十九頁，共51頁。Fa3Fa2Ft1Fa1Ft2Fr2Fr11第29頁/共50頁第三十頁，共51頁。一、蝸輪齒面接觸一、蝸輪齒面接觸(jich)疲勞強度計算疲勞強度計算MPa-蝸輪材料蝸輪材料(cilio)的許用接觸應(yīng)力，的許用接觸應(yīng)力，MPaK-載荷載荷(zi h)系數(shù)，取系數(shù)，取K = KA Kv K 蝸桿傳動的強度計算蝸桿傳動的強度計算32H2ZZTKaEmmZ- 接觸線長度和曲率半徑對接觸強度的影響系數(shù)。接觸線長度和曲率半徑對接觸強度的影響系數(shù)。ZE-材料系數(shù)材料系數(shù)第30頁/共50頁第三十一頁，共51頁。0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0

27、.55 0.60 d1/a3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 影響系數(shù)影響系數(shù)Z ZZC蝸桿蝸桿表表5-6 5-6 使用系數(shù)使用系數(shù)KA工作類型工作類型 I II IIII II III 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 均勻、無沖擊均勻、無沖擊 不均勻、小沖擊不均勻、小沖擊 不均勻、大沖擊不均勻、大沖擊 每小時啟動次數(shù)每小時啟動次數(shù) 25 2550 50 50 起動載荷起動載荷 小小 較較 大大 大大 KA 1 1.15 1.21 1.15 1.2 動載系數(shù)動載系數(shù)(xsh)Kv (xsh)Kv ， 當(dāng)當(dāng)V2 3 m/s , Kv=11.1 V2 3 m/s , Kv=11.1 當(dāng)當(dāng)V2 3 m/s ,

28、 Kv=1.11.2 齒向載荷齒向載荷(zi h)(zi h)分布系數(shù)分布系數(shù)K K ，當(dāng)載荷，當(dāng)載荷(zi h)(zi h)平穩(wěn)時平穩(wěn)時 , ,取取K =1 K =1 當(dāng)載荷當(dāng)載荷(zi h)(zi h)變化時變化時 , ,取取K =1.11.3 K =1.11.3 ZA,ZI,ZN,ZK蝸桿蝸桿圖圖5.12 圓柱蝸圓柱蝸桿傳動的接觸系桿傳動的接觸系數(shù)數(shù)Z第31頁/共50頁第三十二頁，共51頁。表表5-8 灰鑄鐵及鑄鋁鐵青銅蝸輪的許用接觸應(yīng)力灰鑄鐵及鑄鋁鐵青銅蝸輪的許用接觸應(yīng)力 H H MPa材材 料料 滑動速度滑動速度 vs s(m/s)(m/s)蝸蝸 桿桿 蝸蝸 輪輪 0.25 0.25

29、 0.5 1 2 3 445 其他情況其他情況 HRC45 HRC45 其他其他 滑動速度滑動速度 fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v 0.01 0.11 6 17 0.12 651 0.18 1012 0.18 1012 0.19 10450.10 0.08 4 34 0.09 543 0.13 724 0.14 758 0.16 9050.50 0.055 309 0.065 343 0.09 509 0.09 509 0.1 5431.00 0.045 235 0.055 309 0.07 4 0.07 4 0.09 5092.00

30、0.035 2 0.045 235 0.055 309 0.07 4vs m/s第38頁/共50頁第三十九頁，共51頁。由熱平衡條件由熱平衡條件(tiojin)(tiojin)： 1= 1= 2, 2, 得：得：ti = t0 + d S1000P1(1-) 其中：其中：P1-P1-蝸桿傳遞蝸桿傳遞(chund)(chund)的功率；的功率；d-表面散熱系數(shù)表面散熱系數(shù)(xsh)；一般取：；一般取：d=8.1517.45 W/(m2 )S S-散熱面積散熱面積, m, m2 2, , 指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油飛濺到的箱殼面積。對于箱體上的散熱片，其散熱面積按指箱體外壁與空氣接觸而內(nèi)壁被油

31、飛濺到的箱殼面積。對于箱體上的散熱片，其散熱面積按50%50%計算。計算。摩擦損耗產(chǎn)生的熱量摩擦損耗產(chǎn)生的熱量: : 1=1000P1(1-) 箱壁散發(fā)的熱量箱壁散發(fā)的熱量: : 2=d S(ti- t0 ) -蝸桿傳遞的效率；蝸桿傳遞的效率；ti-工作油溫，一般?。汗ぷ饔蜏兀话闳。?070 t0-工作環(huán)境溫度，一般?。汗ぷ鳝h(huán)境溫度，一般?。?0 保持工作溫度所需散熱面積：保持工作溫度所需散熱面積：S = m2d (ti t0)1000P1(1-) 蝸桿傳動的蝸桿傳動的熱平衡計算熱平衡計算第39頁/共50頁第四十頁，共51頁。 當(dāng)工作當(dāng)工作(gngzu)(gngzu)油溫：油溫： ti ti

32、 80 80 或散熱面積不足時，應(yīng)采取散熱措施：或散熱面積不足時，應(yīng)采取散熱措施：1 1）增加）增加(zngji)(zngji)散熱面積散熱面積-加散熱片；加散熱片；2 2）提高）提高(t go)(t go)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)-加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻。加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻。油泵油泵冷卻器冷卻器冷卻水冷卻水第40頁/共50頁第四十一頁，共51頁。蝸桿傳動的散熱措施蝸桿傳動的散熱措施(cush)第41頁/共50頁第四十二頁，共51頁。第42頁/共50頁第四十三頁，共51頁。第43頁/共50頁第四十四頁，共51頁。5.6 蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)(jigu)蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿的結(jié)

33、構(gòu)(jigu):通常通常(tngchng)(tngchng)與軸制與軸制成一體成一體z1=1或或2時：時：b1 (11+0.06z2)mmz1= 4時時: b1 (12.5+0.09z2)mmb1 蝸桿軸蝸桿軸蝸桿長度蝸桿長度b1的確定：的確定：1)無退刀槽結(jié)構(gòu)：無退刀槽結(jié)構(gòu)：加工螺旋部分時只能用銑制的辦法。加工螺旋部分時只能用銑制的辦法。2) 有退刀槽：有退刀槽：加工螺旋部分時可用車制或銑制的辦法。加工螺旋部分時可用車制或銑制的辦法。第44頁/共50頁第四十五頁，共51頁。蝸輪齒寬角蝸輪齒寬角 90130 輪圈輪圈(ln qun)厚度厚度 C 1.6m+1.5 mm輪緣輪緣(ln yun)寬度寬度B 0.75da 0.67 da 蝸輪頂圓直徑蝸輪頂圓直徑(zhjng)de2 da2 +2m da2 +1.5m da2 +2m