窩桿傳動課件

第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動蝸桿傳動概述普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)面蝸桿傳動蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向1．14“技術(shù)文件”指本合同附件二中規(guī)定的與合同設(shè)備的操作、維護、調(diào)試和檢驗有關(guān)，以及與合同產(chǎn)品的制造有關(guān)的所有技術(shù)指標、圖紙、說明、數(shù)據(jù)和其它文件。第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動蝸桿傳動概述1．蝸桿傳動

概述普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)面蝸桿傳動蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向蝸桿傳動概述2§1概述組成：作用：傳遞空間交錯軸間的運動和動力，兩交錯軸間的夾角可為任意值，通常為900?！?概述組成：31.1蝸桿傳動的特點1．傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊i=6～80（傳遞動力），i可達到1500（只傳遞運動的分度機構(gòu)）；傳動比大，零件數(shù)少，結(jié)構(gòu)緊湊。2．傳動平穩(wěn)、無噪聲蝸桿是連續(xù)的螺旋齒，逐漸進入嚙合和退出嚙合的，嚙合的齒對多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。3．能實現(xiàn)反行程自鎖蝸桿作主動件，蝸桿帶動蝸輪。自鎖條件：蝸桿的導程角λ小于嚙合面的當量摩擦角φV。4．齒面上相對滑動速度大，因此摩擦大，發(fā)熱大，效率低。當蝸桿作主動件時，η≈0.7～0.8；當傳動具有自鎖性時，η≈0.4。1.1蝸桿傳動的特點41.2蝸桿傳動的類型根據(jù)蝸桿形狀分為：圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動。

a）圓柱蝸桿傳動b）環(huán)面蝸桿傳動c）錐蝸桿傳動

1.2蝸桿傳動的類型a）圓柱蝸桿傳動b）5圓柱蝸桿傳動分為：普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動1.普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿的齒面可在車床上用直線刀刃的車刀車制。根據(jù)車刀安裝位置的不同，可加工出不同的齒廓形狀。根據(jù)齒廓形狀，普通圓柱蝸桿可分為：（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）（3）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）（4）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）2.圓弧圓柱蝸桿傳動（ZC蝸桿）圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動相似，只是齒廓形狀不同。圓柱蝸桿傳動分為：普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動6阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）軸面齒廓為直線第6章窩桿傳動課件7法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）法面齒廓為直線法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）8漸開線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開線漸開線蝸桿（ZI蝸桿）9錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿）第6章窩桿傳動課件10§2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算2.1普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇中間平面：過蝸桿軸線且與蝸輪軸線相垂直的平面。蝸桿傳動在中間平面上相當于齒條與齒輪的嚙合傳動，故取中間平面上的參數(shù)（模數(shù)、壓力角等）和尺寸（齒根頂圓、分度圓等）為基準，并采用齒輪傳動的計算關(guān)系。§2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算2.1普通圓11蝸桿傳動的主要參數(shù)：m、α、z1、z2、蝸桿的直徑d1等，進行蝸桿傳動設(shè)計時，首先要正確地選擇這些參數(shù)。1．m和α蝸桿傳動的正確嚙合條件：在中間平面上，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即把中間平面上的模數(shù)和壓力角規(guī)定為標準值，則阿基米德蝸桿的αx（軸向壓力角為200），其余三種（法向直廓蝸桿、漸開線蝸桿、錐面包絡(luò)蝸桿）的法向壓力角αn為標準值200。

蝸桿傳動的主要參數(shù)：m、α、z1、z2、蝸桿的直徑d1等，進122．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動的傳動比，i=n1/n2=z2/z1①z1可根據(jù)傳動比和效率選定，單頭蝸桿可實現(xiàn)大傳動比，但η低，易自鎖，多頭蝸桿可提高η，但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。z1：若傳動比大，且要求自鎖時，z1=1；若要求η高，傳遞功率大，z1可取2～4，常用2或4。②蝸輪齒數(shù)z2=iz1z2過小易產(chǎn)生根切，為避免根切和保證傳動平穩(wěn)，通常z2>28；z2過大，尺寸增加與之嚙合的蝸桿長度也隨之增加，致使蝸桿剛度不足，影響正常嚙合，z2≤80。2．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2133．蝸桿的分度圓直徑d1和導程角λ把d1與m的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)q，即q=d1/m蝸桿分度圓柱上的螺旋線升角稱為導程角λ

（px蝸桿軸向齒距）3．蝸桿的分度圓直徑d1和導程角λ144．蝸桿的螺旋角β1與蝸輪螺旋角β2在中間平面內(nèi)，蝸桿傳動相當于斜齒條和斜齒輪傳動，且β1、β2同向，β1+β2=900，λ=β2；斜齒輪：β1=β2，旋向相反。

5．中心距當蝸桿的節(jié)圓和分度圓重合時為標準傳動，這時蝸桿與蝸輪間的中心距也為標準中心距a。4．蝸桿的螺旋角β1與蝸輪螺旋角β2152.2蝸桿傳動變位的特點普通圓柱蝸桿傳動變位的主要目的是配湊中心距或傳動比，使之符合標準值或推薦值。為了保持刀具尺寸不變，不能改變蝸桿的尺寸，因而只能對蝸輪進行變位。①湊中心距時，蝸輪變位系數(shù)x2為②湊傳動比時，變位前、后的傳動中心距不變，即a=a′，用改變蝸輪齒數(shù)z2來達到傳動比略作調(diào)整的目的。變位系數(shù)x2為2.2蝸桿傳動變位的特點162.3蝸桿傳動的幾何尺寸計算

2.3蝸桿傳動的幾何尺寸計算17§3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算3.1蝸桿傳動的失效形式及常用材料1、失效形式失效形式：點蝕、齒根折斷、齒面膠合、磨損，無塑性變形。閉式傳動：膠合、點蝕；開式傳動：磨損、齒根折斷?！_式蝸桿傳動多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷，因此，應以保證輪齒彎曲疲勞強度進行計算。—閉式蝸桿傳動多因齒面膠合或點蝕而失效。因此，通常是按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，按輪齒彎曲疲勞強度進行校核。另外，還應作熱平衡計算?！仐U傳動為防止蝸桿軸變形過大而影響嚙合狀況，還須進行蝸桿軸剛度計算。§3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算3.1蝸桿傳動的失效形182、常用材料材料的基本要求：足夠的強度、磨合和耐磨性。蝸桿：碳鋼或合金鋼

高速重載：15Cr、20Cr并經(jīng)滲碳淬火，或40、45、40Cr并經(jīng)淬火，以提高表面硬度，增加耐磨性，要求淬火后的硬度達到40～55HRC，經(jīng)氮化后的硬度為55～62HRC。

低速中載：40、45，調(diào)質(zhì)，硬度220～300HBS；蝸輪：鑄造錫青銅ZCuSn10P1，ZCuSn5Pb5Zn5，用于vS>12m/s的重要傳動；鑄造鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3，用于一般用途，vS≤10m/s;灰鑄鐵HT150、HT200：用于vS<2m/s。2、常用材料193.2

蝸桿傳動的受力分析①力的大小②力的方向Fa1方向的確定：根據(jù)蝸桿的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向按左（右）手定則確定。3.2蝸桿傳動的受力分析①力的大小20圓柱蝸桿傳動例：

Fa1Fa2Fr2Fr1Ft1Ft2n1圓柱蝸桿傳動例：Fa1Fa2Fr2Fr1Ft1213.3蝸桿傳動強度計算

計算準則：防止點蝕和膠合：接觸疲勞強度準則；防止磨損和折斷：彎曲疲勞強度準則。計算對象：蝸輪

原因：①蝸輪材料差（蝸桿常用碳鋼或合金鋼，并作淬火處理，蝸輪常采用青銅，使其形成具有良好減摩性的滑動摩擦副）；②中間平面內(nèi)，蝸桿齒形齒根強度高于蝸輪輪齒的強度。計算特點

閉式傳動：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強度，由于散熱較差，發(fā)熱大，為防止膠合，還應進行熱平衡計算；

開式傳動：按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計。3.3蝸桿傳動強度計算計算準則：221、初選d1/a值中心距a在蝸桿傳動中是最基本的尺寸，其大小決定了傳動的承載能力和外廓尺寸。1、初選d1/a值232、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算在中間平面內(nèi)，蝸桿傳動相當于斜齒條與斜齒輪的嚙合傳動，因此蝸輪可當作斜齒圓柱齒輪，把蝸桿傳動的參數(shù)帶入到赫茲公式，可得蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式。校核公式式中ZE彈性影響系數(shù)，對于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對時，取ZE=160MPa1/2；Zρ：接觸系數(shù)，考慮接觸線長度L0和曲率半徑對接觸強度的影響；KA：使用系數(shù)，同齒輪傳動。設(shè)計公式2、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算24許用接觸應力

式中σHlim：接觸疲勞極限，MPa；SHmin：接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1～1.3；Zn轉(zhuǎn)速系數(shù)：Zh壽命系數(shù)；

其中：Lh為載荷不變時的壽命時數(shù)，因壽命不宜過短，故規(guī)定Zh一般應小于1.6，Lh應大于1500h。只有在間歇、短時運轉(zhuǎn)下工作的蝸桿傳動才允許Zh＞1.6，即Lh＜1500h。許用接觸應力25注：①設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。進而用下列公式求取蝸桿直徑d1、蝸桿頭數(shù)z1

和模數(shù)md1≈0.68a0.875z1=(7+2.4a)/u，z2=uz1m=(1.4-1.7)a/z2②d1和m均應取標準值，z1和z2均應為整數(shù)。利用tanγ=z1m/d1的關(guān)系可以求出蝸桿導程角γ。注：①設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。263、蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算計算特點：把蝸輪近似地當做斜齒圓柱齒輪來考慮，只是應將蝸桿傳動參數(shù)代入，

校核公式

式中：σFlim：齒根彎曲疲勞極限；SFmin：彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取為1.4；b2、d2：蝸輪寬度和蝸輪直徑；[σF]：許用彎曲應力。3、蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算273.4蝸桿的剛度計算如果蝸桿變形過大，會影響蝸桿、蝸輪的正確嚙合，應進行剛度校核。計算特點：把蝸桿螺旋部分當作以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸段：式中：I，危險截面的慣性距，I=лd41/64；l，蝸桿兩端支承間的跨距；[δ]，許用最大撓度，[δ]=0.004m～0.01m。3.4蝸桿的剛度計算如果蝸桿變形過大，會影響蝸桿、蝸輪的正283.5蝸桿傳動精度等級選擇與標準化狀況

（1）蝸桿傳動精度等級的選擇蝸桿可以在車床上切制，也可以在特種銑床上用圓盤銑刀或指形銑刀銑制。蝸桿傳動規(guī)定了12個精度等級，對于動力傳動，要按照6-9級精度制造。（2）蝸桿傳動減速器的標準化狀況標準化的蝸桿傳動減速器：1）WD和WS型圓柱蝸桿減速器（JB/ZQ4390—86）2）圓弧齒圓柱蝸桿減速器（JB9147—88）3)平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器（ZBJ19021—89）3.5蝸桿傳動精度等級選擇與標準化狀況29WD型圓柱蝸桿減速器WD型圓柱蝸桿減速器30CWU型圓弧齒圓柱蝸桿減速器CWU型圓弧齒圓柱蝸桿減速器31（1）圓弧圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)–模數(shù)m

有標準系列–齒形角α0砂輪軸截面齒形角α0=23o–齒廓圓弧半徑ρ砂輪軸截面圓弧半徑ρ=(5-6)m–變位系數(shù)x2一般推薦x2=0.5-1.5（2）圓弧圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算（3）圓弧圓柱蝸桿傳動強度計算§4圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算（1）圓弧圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)§4圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計32§5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算5.1蝸桿傳動的效率η主要取決于計入嚙合摩擦損耗時的效率η1，當蝸桿作主動件時式中：γ，蝸桿分度圓柱上的導程角；

ρV，ρV=arctguV。一般η2η3=0.95～0.96。則

η=η1η2η3=(0.95～0.96)tanγ/tan(γ+ρV)§5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算5.1蝸桿傳33蝸桿傳動的滑動速度當蝸桿傳動在節(jié)點處嚙合時，蝸桿的圓周速度為v1，蝸輪的圓周速度為v2，滑動速度vS為

v1

v2

vS蝸桿傳動的滑動速度v1v2vS34影響效率因素：γ、ρV①當ρV一定，增大γ，可提高效率（tanγ=z1/q，z1↑，γ↑，但z1不宜太多，η上升緩慢，γ>270以后，η增加緩慢，當γ>450時，η下降）。②當γ一定時，ρV↓，η↑當vS越大時，ρV越小，但只有在潤滑條件良好的情況下，才能采取增大vS，降低ρV以提高η的措施。注：當蝸桿傳動處于多級傳動中時，為了提高η，往往將其放在高速級，甚至把蝸桿與電動機直接連接，目的是為了提高vS，從而提高傳動效率。但在設(shè)計之初，為了計算T2，η值可作如下估?。═2=T1iη）z1=1，η=0.70；z1=2，η=0.8；z1=4，η=0.9。影響效率因素：γ、ρV355.2蝸桿傳動的潤滑①蝸桿的圓周速度v1≤10m/s時，可采用浸油潤滑

下置蝸桿:一般浸油深度為蝸桿的一個齒高；但油面又不應超過滾動軸承最低滾動體的中心。

上置蝸桿:不得已才采用；浸油深度可為蝸輪半徑的1/6-1/3。②v1>10m/s時，就必須采用壓力噴油潤滑噴油嘴宜放在嚙出側(cè)；蝸桿正反轉(zhuǎn)時，兩邊都要裝噴油嘴，而且要控制一定的油壓。5.2蝸桿傳動的潤滑365.3蝸桿傳動的熱平衡計算1．目的：對于閉式傳動，若散熱性能不好，必須進行熱平衡計算，為防止膠合或急劇磨損。2．理論依據(jù)熱平衡條件：單位時間內(nèi)蝸桿傳動所產(chǎn)生的熱量Φ1≤同一時間內(nèi)箱體的散熱量Φ2。式中Kt箱體表面的傳熱系數(shù)，Kt=（8.7～17.5）W/(m2.0C)；A內(nèi)表面能被潤滑油所飛濺到，而外表面又可為周圍空氣冷卻的箱體表面面積；t1油的工作溫度；t0周圍空氣溫度，可取200。tp：油的許用工作溫度（℃）=600_700C，最高900C。

5.3蝸桿傳動的熱平衡計算373．如果t1>tp可采取下列冷卻措施1）加散熱片以增大散熱面積；2）在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣的流通；3）在傳動箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。4）采用壓力噴油潤滑冷卻。

3．如果t1>tp可采取下列冷卻措施38§6圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計

蝸桿螺旋部分的直徑不大，常和軸做成整體，a）結(jié)構(gòu)無退刀槽用銑制方法加工螺旋部分，b）結(jié)構(gòu)有退刀槽可用車制、銑制方法加工螺旋部分。§6圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計蝸桿螺旋部分的直徑不大，常和39蝸輪結(jié)構(gòu)：1）齒圈式：2）螺栓聯(lián)接式：3）整體澆鑄式：4）拼鑄式：蝸輪結(jié)構(gòu)：40§7環(huán)面蝸桿傳動7.1直廓環(huán)面蝸桿傳動(TSL型)7.2平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動7.3錐面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動

§7環(huán)面蝸桿傳動7.1直廓環(huán)面蝸桿傳動(TSL型)41§8蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向8.1蝸桿傳動的現(xiàn)狀8.2改善蝸桿傳動質(zhì)量的途徑與措施§8蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向8.1蝸桿傳動的現(xiàn)狀42謝謝觀看謝謝觀看43第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動蝸桿傳動概述普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)面蝸桿傳動蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向1．14“技術(shù)文件”指本合同附件二中規(guī)定的與合同設(shè)備的操作、維護、調(diào)試和檢驗有關(guān)，以及與合同產(chǎn)品的制造有關(guān)的所有技術(shù)指標、圖紙、說明、數(shù)據(jù)和其它文件。第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動第6章窩桿傳動蝸桿傳動概述1．蝸桿傳動

概述普通圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸計算普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)面蝸桿傳動蝸桿傳動的現(xiàn)狀及發(fā)展方向蝸桿傳動概述45§1概述組成：作用：傳遞空間交錯軸間的運動和動力，兩交錯軸間的夾角可為任意值，通常為900。§1概述組成：461.1蝸桿傳動的特點1．傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊i=6～80（傳遞動力），i可達到1500（只傳遞運動的分度機構(gòu)）；傳動比大，零件數(shù)少，結(jié)構(gòu)緊湊。2．傳動平穩(wěn)、無噪聲蝸桿是連續(xù)的螺旋齒，逐漸進入嚙合和退出嚙合的，嚙合的齒對多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。3．能實現(xiàn)反行程自鎖蝸桿作主動件，蝸桿帶動蝸輪。自鎖條件：蝸桿的導程角λ小于嚙合面的當量摩擦角φV。4．齒面上相對滑動速度大，因此摩擦大，發(fā)熱大，效率低。當蝸桿作主動件時，η≈0.7～0.8；當傳動具有自鎖性時，η≈0.4。1.1蝸桿傳動的特點471.2蝸桿傳動的類型根據(jù)蝸桿形狀分為：圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動。

a）圓柱蝸桿傳動b）環(huán)面蝸桿傳動c）錐蝸桿傳動

1.2蝸桿傳動的類型a）圓柱蝸桿傳動b）48圓柱蝸桿傳動分為：普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動1.普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿的齒面可在車床上用直線刀刃的車刀車制。根據(jù)車刀安裝位置的不同，可加工出不同的齒廓形狀。根據(jù)齒廓形狀，普通圓柱蝸桿可分為：（1）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）（2）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）（3）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）（4）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）2.圓弧圓柱蝸桿傳動（ZC蝸桿）圓弧圓柱蝸桿傳動與普通圓柱蝸桿傳動相似，只是齒廓形狀不同。圓柱蝸桿傳動分為：普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動49阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）軸面齒廓為直線第6章窩桿傳動課件50法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）法面齒廓為直線法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）51漸開線蝸桿（ZI蝸桿）端面齒廓為漸開線漸開線蝸桿（ZI蝸桿）52錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿）第6章窩桿傳動課件53§2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算2.1普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇中間平面：過蝸桿軸線且與蝸輪軸線相垂直的平面。蝸桿傳動在中間平面上相當于齒條與齒輪的嚙合傳動，故取中間平面上的參數(shù)（模數(shù)、壓力角等）和尺寸（齒根頂圓、分度圓等）為基準，并采用齒輪傳動的計算關(guān)系?！?普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算2.1普通圓54蝸桿傳動的主要參數(shù)：m、α、z1、z2、蝸桿的直徑d1等，進行蝸桿傳動設(shè)計時，首先要正確地選擇這些參數(shù)。1．m和α蝸桿傳動的正確嚙合條件：在中間平面上，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即把中間平面上的模數(shù)和壓力角規(guī)定為標準值，則阿基米德蝸桿的αx（軸向壓力角為200），其余三種（法向直廓蝸桿、漸開線蝸桿、錐面包絡(luò)蝸桿）的法向壓力角αn為標準值200。

蝸桿傳動的主要參數(shù)：m、α、z1、z2、蝸桿的直徑d1等，進552．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動的傳動比，i=n1/n2=z2/z1①z1可根據(jù)傳動比和效率選定，單頭蝸桿可實現(xiàn)大傳動比，但η低，易自鎖，多頭蝸桿可提高η，但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。z1：若傳動比大，且要求自鎖時，z1=1；若要求η高，傳遞功率大，z1可取2～4，常用2或4。②蝸輪齒數(shù)z2=iz1z2過小易產(chǎn)生根切，為避免根切和保證傳動平穩(wěn)，通常z2>28；z2過大，尺寸增加與之嚙合的蝸桿長度也隨之增加，致使蝸桿剛度不足，影響正常嚙合，z2≤80。2．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2563．蝸桿的分度圓直徑d1和導程角λ把d1與m的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)q，即q=d1/m蝸桿分度圓柱上的螺旋線升角稱為導程角λ

（px蝸桿軸向齒距）3．蝸桿的分度圓直徑d1和導程角λ574．蝸桿的螺旋角β1與蝸輪螺旋角β2在中間平面內(nèi)，蝸桿傳動相當于斜齒條和斜齒輪傳動，且β1、β2同向，β1+β2=900，λ=β2；斜齒輪：β1=β2，旋向相反。

5．中心距當蝸桿的節(jié)圓和分度圓重合時為標準傳動，這時蝸桿與蝸輪間的中心距也為標準中心距a。4．蝸桿的螺旋角β1與蝸輪螺旋角β2582.2蝸桿傳動變位的特點普通圓柱蝸桿傳動變位的主要目的是配湊中心距或傳動比，使之符合標準值或推薦值。為了保持刀具尺寸不變，不能改變蝸桿的尺寸，因而只能對蝸輪進行變位。①湊中心距時，蝸輪變位系數(shù)x2為②湊傳動比時，變位前、后的傳動中心距不變，即a=a′，用改變蝸輪齒數(shù)z2來達到傳動比略作調(diào)整的目的。變位系數(shù)x2為2.2蝸桿傳動變位的特點592.3蝸桿傳動的幾何尺寸計算

2.3蝸桿傳動的幾何尺寸計算60§3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算3.1蝸桿傳動的失效形式及常用材料1、失效形式失效形式：點蝕、齒根折斷、齒面膠合、磨損，無塑性變形。閉式傳動：膠合、點蝕；開式傳動：磨損、齒根折斷?！_式蝸桿傳動多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷，因此，應以保證輪齒彎曲疲勞強度進行計算?！]式蝸桿傳動多因齒面膠合或點蝕而失效。因此，通常是按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，按輪齒彎曲疲勞強度進行校核。另外，還應作熱平衡計算?！仐U傳動為防止蝸桿軸變形過大而影響嚙合狀況，還須進行蝸桿軸剛度計算?！?普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算3.1蝸桿傳動的失效形612、常用材料材料的基本要求：足夠的強度、磨合和耐磨性。蝸桿：碳鋼或合金鋼

高速重載：15Cr、20Cr并經(jīng)滲碳淬火，或40、45、40Cr并經(jīng)淬火，以提高表面硬度，增加耐磨性，要求淬火后的硬度達到40～55HRC，經(jīng)氮化后的硬度為55～62HRC。

低速中載：40、45，調(diào)質(zhì)，硬度220～300HBS；蝸輪：鑄造錫青銅ZCuSn10P1，ZCuSn5Pb5Zn5，用于vS>12m/s的重要傳動；鑄造鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3，用于一般用途，vS≤10m/s;灰鑄鐵HT150、HT200：用于vS<2m/s。2、常用材料623.2

蝸桿傳動的受力分析①力的大?、诹Φ姆较騀a1方向的確定：根據(jù)蝸桿的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向按左（右）手定則確定。3.2蝸桿傳動的受力分析①力的大小63圓柱蝸桿傳動例：

Fa1Fa2Fr2Fr1Ft1Ft2n1圓柱蝸桿傳動例：Fa1Fa2Fr2Fr1Ft1643.3蝸桿傳動強度計算

計算準則：防止點蝕和膠合：接觸疲勞強度準則；防止磨損和折斷：彎曲疲勞強度準則。計算對象：蝸輪

原因：①蝸輪材料差（蝸桿常用碳鋼或合金鋼，并作淬火處理，蝸輪常采用青銅，使其形成具有良好減摩性的滑動摩擦副）；②中間平面內(nèi)，蝸桿齒形齒根強度高于蝸輪輪齒的強度。計算特點

閉式傳動：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強度，由于散熱較差，發(fā)熱大，為防止膠合，還應進行熱平衡計算；

開式傳動：按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計。3.3蝸桿傳動強度計算計算準則：651、初選d1/a值中心距a在蝸桿傳動中是最基本的尺寸，其大小決定了傳動的承載能力和外廓尺寸。1、初選d1/a值662、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算在中間平面內(nèi)，蝸桿傳動相當于斜齒條與斜齒輪的嚙合傳動，因此蝸輪可當作斜齒圓柱齒輪，把蝸桿傳動的參數(shù)帶入到赫茲公式，可得蝸輪齒面接觸疲勞強度的校核公式。校核公式式中ZE彈性影響系數(shù)，對于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對時，取ZE=160MPa1/2；Zρ：接觸系數(shù)，考慮接觸線長度L0和曲率半徑對接觸強度的影響；KA：使用系數(shù)，同齒輪傳動。設(shè)計公式2、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算67許用接觸應力

式中σHlim：接觸疲勞極限，MPa；SHmin：接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1～1.3；Zn轉(zhuǎn)速系數(shù)：Zh壽命系數(shù)；

其中：Lh為載荷不變時的壽命時數(shù)，因壽命不宜過短，故規(guī)定Zh一般應小于1.6，Lh應大于1500h。只有在間歇、短時運轉(zhuǎn)下工作的蝸桿傳動才允許Zh＞1.6，即Lh＜1500h。許用接觸應力68注：①設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。進而用下列公式求取蝸桿直徑d1、蝸桿頭數(shù)z1

和模數(shù)md1≈0.68a0.875z1=(7+2.4a)/u，z2=uz1m=(1.4-1.7)a/z2②d1和m均應取標準值，z1和z2均應為整數(shù)。利用tanγ=z1m/d1的關(guān)系可以求出蝸桿導程角γ。注：①設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。693、蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算計算特點：把蝸輪近似地當做斜齒圓柱齒輪來考慮，只是應將蝸桿傳動參數(shù)代入，

校核公式

式中：σFlim：齒根彎曲疲勞極限；SFmin：彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取為1.4；b2、d2：蝸輪寬度和蝸輪直徑；[σF]：許用彎曲應力。3、蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算703.4蝸桿的剛度計算如果蝸桿變形過大，會影響蝸桿、蝸輪的正確嚙合，應進行剛度校核。計算特點：把蝸桿螺旋部分當作以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸段：式中：I，危險截面的慣性距，I=лd41/64；l，蝸桿兩端支承間的跨距；[δ]，許用最大撓度，[δ]=0.004m～0.01m。3.4蝸桿的剛度計算如果蝸桿變形過大，會影響蝸桿、蝸輪的正713.5蝸桿傳動精度等級選擇與標準化狀況

（1）蝸桿傳動精度等級的選擇蝸桿可以在車床上切制，也可以在特種銑床上用圓盤銑刀或指形銑刀銑制。蝸桿傳動規(guī)定了12個精度等級，對于動力傳動，要按照6-9級精度制造。（2）蝸桿傳動減速器的標準化狀況標準化的蝸桿傳動減速器：1）WD和WS型圓柱蝸桿減速器（JB/ZQ4390—86）2）圓弧齒圓柱蝸桿減速器（JB9147—88）3)平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器（ZBJ19021—89）3.5蝸桿傳動精度等級選擇與標準化狀況72WD型圓柱蝸桿減速器WD型圓柱蝸桿減速器73CWU型圓弧齒圓柱蝸桿減速器CWU型圓弧齒圓柱蝸桿減速器74（1）圓弧圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)–模數(shù)m

有標準系列–齒形角α0砂輪軸截面齒形角α0=23o–齒廓圓弧半徑ρ砂輪軸截面圓弧半徑ρ=(5-6)m–變位系數(shù)x2一般推薦x2=0.5-1.5（2）圓弧圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算（3）圓弧圓柱蝸桿傳動強度計算§4圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算（1）圓弧圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)§4圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計計75§5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算5.1蝸桿傳動的效率η主要取決于計入嚙合摩擦損耗時的效率η1，當蝸桿作主動件時式中：γ，蝸桿分度圓柱上的導程角；

ρV，ρV=arctguV。一般η2η3=0.95～0.96。則

η=η1η2η3=(0.95～0.96)tanγ/tan(γ+ρV)§5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算5.1蝸桿傳76蝸桿傳動的滑動速度當蝸桿傳動在節(jié)點處嚙合時，蝸桿的圓周速度為v1，蝸輪的圓周速度為v2，滑動速度vS為

v1

v2