第5章蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

第5章-蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第5章蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本章主要介紹蝸桿傳動(dòng)的組成、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、類(lèi)型和應(yīng)用、阿基米德蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸。在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換中，常需要進(jìn)行空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，在要求大傳動(dòng)比的同時(shí)，又希望傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，采用蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則可以滿(mǎn)足上述要求。圖1-1需要在小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)上層X(jué)軸到下層Y軸的大傳動(dòng)比傳動(dòng)，所選擇的就是蝸桿傳動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車(chē)、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械以及其他機(jī)械制造工業(yè)中，其最大傳動(dòng)功率可達(dá)750kW，但通常用在50kW以下。圖1-1圖1-21.1蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述蝸桿傳動(dòng)的組成蝸桿傳動(dòng)主要由蝸桿和蝸輪組成，如圖1-2所示，主要用于傳遞空間交錯(cuò)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常軸間交角為90°。一般情況下，蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)(1)傳動(dòng)平穩(wěn)因蝸桿的齒是一條連續(xù)的螺旋線(xiàn)，傳動(dòng)連續(xù)，因此它的傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。傳動(dòng)比大單級(jí)蝸桿傳動(dòng)在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比i=5?80，常用的為i=15-50。分度傳動(dòng)時(shí)i可達(dá)1000，與齒輪傳動(dòng)相比則結(jié)構(gòu)緊湊。具有自鎖性當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自鎖。即蝸桿能帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，而蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿。（4）傳動(dòng)效率低蝸桿傳動(dòng)由于齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，齒面摩擦嚴(yán)重，故在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，一般只有0.7~0.8。具有自鎖功能的蝸桿機(jī)構(gòu)，效率則一般不大于0.5。（5）制造成本高為了降低摩擦，減小磨損，提高齒面抗膠合能力，蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造，成本較高。蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型蝸桿傳動(dòng)按照蝸桿的形狀不同，可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)（圖1-3a）、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（圖1-3b）。圓柱蝸桿傳動(dòng)除與圖1-3a相同的普通蝸桿傳動(dòng)，還有圓弧齒蝸桿傳動(dòng)（圖1-3c）。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)又可按螺旋面的形狀，分為阿基米德蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿機(jī)構(gòu)等。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)加工方便，環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)承載能力較高。c)圖1-3蝸桿傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由于蝸桿傳動(dòng)中的蝸桿表面硬度比蝸輪高，所以蝸桿的接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都比蝸輪高；而蝸輪齒的根部是圓環(huán)面，彎曲強(qiáng)度也高、很少折斷。蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、疲勞點(diǎn)蝕和磨損。由于蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的滑動(dòng)速度，發(fā)熱量大，若散熱不及時(shí)，油溫升高、粘度下降，油膜破裂，更易發(fā)生膠合。開(kāi)式傳動(dòng)中，蝸輪輪齒磨損嚴(yán)重，所以蝸桿傳動(dòng)中，要考慮潤(rùn)滑與散熱問(wèn)題。蝸桿軸細(xì)長(zhǎng)，彎曲變形大，會(huì)使嚙合區(qū)接觸不良。需要考慮其剛度問(wèn)題。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求：（1）計(jì)算蝸輪接觸強(qiáng)度；（2）計(jì)算蝸桿傳動(dòng)熱平衡，限制工作溫度，（3）必要時(shí)驗(yàn)算蝸桿軸的剛度。蝸桿、蝸輪的材料選擇基于蝸桿傳動(dòng)的失效特點(diǎn)，選擇蝸桿和蝸輪材料組合時(shí)，不但要求有足夠的強(qiáng)度，而且要有良好的減摩、耐磨和抗膠合的能力。實(shí)踐表明，較理想的蝸桿副材料是：青銅蝸輪齒圈匹配淬硬磨削的鋼制蝸桿。（1）蝸桿材料對(duì)高速重載的傳動(dòng)，蝸桿常用低碳合金鋼（如20Cr、20CrMnTi）經(jīng)滲碳后，表面淬火使硬度達(dá)56?62HRC，再經(jīng)磨削。對(duì)中速中載傳動(dòng)，蝸桿常用45鋼、40Cr、35SiMn等，表面經(jīng)高頻淬火使硬度達(dá)45?55HRC，再磨削。對(duì)一般蝸桿可采用45、40等碳鋼調(diào)質(zhì)處理（硬度為210?230HBS）。（2）蝸輪材料

常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅(ZCuSnl0Pl,ZCuSn6Zn6Pb3)、鑄造鋁鐵青銅(ZCuAl10Fe3)及灰鑄鐵HT150、HT200等。錫青銅的抗膠合、減摩及耐磨性能最好，但價(jià)格較高，常用于v*m/s的重要傳動(dòng)；鋁鐵青銅具有足夠的強(qiáng)度，并耐沖擊，價(jià)格便宜，但抗膠合及耐磨性能不如錫青銅，一般用于vgm/s的傳動(dòng)；灰鑄鐵用于vf<2m/s的不常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅(ZCuSnl0Pl,1.2蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和尺寸蝸桿機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件中間平面我們將通過(guò)蝸桿軸線(xiàn)并與蝸輪軸線(xiàn)垂直的平面定義為中間平面，如圖1-4所示。在軸線(xiàn)垂直的平面定義為中間平面，如圖1-4所示。在圖1-42.正確嚙合條件根據(jù)齒輪齒條正確嚙合條件，蝸桿軸平面上的軸面模數(shù)m1等于蝸輪的端面模^x數(shù)mt2；蝸桿軸平面上的軸面壓力角ax1等于蝸輪的端面壓力角皿；蝸桿導(dǎo)程角Y等于蝸輪螺旋角/，且旋ut2向相同，即mx1=mt2ax1~at2~a（1-1）7=fl

基本參數(shù)蝸桿頭數(shù)Z1,蝸輪齒數(shù)z2提高傳動(dòng)效率，但加工制造難度增加。蝸桿頭數(shù)z蝸桿頭數(shù)z1一般取1、2、4。頭數(shù)勻增大，可以=i蝸輪齒數(shù)一般取z2=28~80。若z2<28,傳動(dòng)的平穩(wěn)性會(huì)下降，且易產(chǎn)生根切；若z2過(guò)大，蝸輪的直徑d2增大，與之相應(yīng)的蝸桿長(zhǎng)度增加、剛2度降低，從而影響嚙合的精度。傳動(dòng)比.nzl=―^=Tnz(1-2)蝸桿分度圓直徑勺和蝸桿直徑系數(shù)q加工蝸輪時(shí)，用的是與蝸桿具有相同尺寸的滾刀，因此加工不同尺寸的蝸輪，就需要不同的滾刀。為限制滾刀的數(shù)量，并使?jié)L刀標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)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劣。

蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比值稱(chēng)為蝸桿直徑系數(shù)，用表示，即(1-3)模數(shù)一定時(shí)，q值增大則蝸桿的直徑d1增大、剛=i模數(shù)一定時(shí)，q值增大則蝸桿的直徑d1增大、剛=i=i4.蝸桿導(dǎo)程角ytLznmzmzndnddq(1-4)式中L—螺旋線(xiàn)的導(dǎo)程，L=z/x1=z/m,其中px1為軸向齒距通常螺旋線(xiàn)的導(dǎo)程角戶(hù)3.5°?27°，導(dǎo)程角在(3.5°?4.5°)范圍內(nèi)的蝸桿可實(shí)現(xiàn)自鎖，升角大時(shí)傳動(dòng)效率高，但蝸桿加工難度大。蝸桿傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算公式見(jiàn)表1-1。

蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)蝸桿的結(jié)構(gòu)如圖1-5,—般將蝸桿和軸作成一體，稱(chēng)為蝸桿軸。蝸輪的結(jié)構(gòu)如圖1-6,一般為組合式結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或鋼。圖a為組合式過(guò)盈聯(lián)接這種結(jié)構(gòu)常由青銅齒圈與鑄鐵輪芯組成，多用于尺寸不大或工作溫度變化較小的地方。圖b為組合式螺栓聯(lián)接這種結(jié)構(gòu)裝拆方便，多用于尺寸較大或易磨損的場(chǎng)合。圖c為整體式主要用于鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪。圖d為拼鑄式將青銅齒圈澆鑄在鑄鐵輪芯上，常用于成批生產(chǎn)的蝸輪。明芒日田m圖1-5

a)b)d)圖圖1-5a)b)表1-1標(biāo)準(zhǔn)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算公式名稱(chēng)計(jì)算公式蝸桿蝸輪齒頂高h(yuǎn)a=mha=m齒根高h(yuǎn)f=1.2mhf=1.2m分度圓直徑d1=mqd2=mz2齒頂圓直徑da1=m(q+2)da2=m(z2+2)齒根圓直徑df1=m(q-2.4)df2=m(z2-2.4)頂隙c=0.2m蝸桿軸向齒距蝸輪端面齒距p=mn蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角tany=勺q蝸輪分度圓上輪齒的螺旋角中心距a=m(q+z2)/2蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度Z]=1、2，fe1>(1l十0.06z2)mZ[=4,b>(12.5十0.09z.)m蝸輪咽喉母圓半徑11i2rgi=a-da2/2蝸輪最大外圓直徑Z1=1>de2<da2十2mZ1=2、de2<da2十L5mZ1=4、de2<da2十m蝸輪輪緣寬度z1=1>2,b2<0.75da1z=4,b.<0.67d_.蝸輪輪齒包角12a1O=2arcsin(b2/d1)一般動(dòng)力傳動(dòng)O=70°-90°高速動(dòng)力傳動(dòng)O=90°-130°分度傳動(dòng)O=45°-60°表1-2蝸桿基本參數(shù)配置表模數(shù)mmm分度圓直徑d1mm蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)qm3q模數(shù)mmm分度圓直徑d1mm蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)qm3q118118.000186.3(80)1,2,412.69831751.2520116.00031112117.798444522.4117.920358(63)1,2,47.87540321.6201,2,412.50051801,2,4,610.000512028117.50072(100)1,2,412.5006400

2181,2,49.0007210117.500896022.41,2,4,611.2009010711,2,47.1007100(28)1,2,41.000112901,2,4,69.000900035.5117.75012（112）111.200112002.5(22.4)1,2,48.96010160116.00016000281,2,4,611.20017512.5（90）1,2,47.2001062(35.5)1,2,41.2002221121,2,48.9601750045118.000281（10）1,2,411.200218753.15（28）1,2,48.889278200116.0003125035.51,2,4,611.27035216（112）1,2,47.00028672（45）1,2,41.286447101,2,48.7503584056117.778556（180）1,2,411.250460804（31.5）1,2,47.875504250115.62564000401,2,4,610.00064020（10）1,2,47.00056000（50）1,2,412.5008001601,2,48.0006400071117.7501136（224）1,2,411.200896005（40）1,2,48.0001000315115.750126000501,2,4,610.000125025（180）1,2,47.200112500（63）1,2,412.60015752001,2,48.00012500090118.00022500（280）1,2,411.2001750006.3（50）1,2,47.9361984400116.000250000631,2,4,610.0002500注：表中分度圓直徑四的數(shù)字，帶（）的盡量不用；黑體的為Y3°3的自鎖蝸桿。蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒圓柱齒輪的受力分析相似，齒面上的法向力Fn分解為三個(gè)相互垂直的分力：圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Fr，如圖1-7。蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿受力方向：軸向力Fa1的方向由左、右手定則確定，圖1-7為右旋蝸桿，則用右手握住蝸桿，四

指所指方向?yàn)槲仐U轉(zhuǎn)向，拇指所指方向?yàn)檩S向力Fa1的方向；圓周力Ft1，與主動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)向相反；徑向力Fr1，指向蝸桿中心。蝸輪受力方向：因?yàn)镕a1與七、Ft1與七、Frl與Fr2是作用力與反作用力關(guān)系，所以蝸輪上的三個(gè)分力方向，如圖1-7所示。Fa1的反作用力七是驅(qū)使蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力，所以通過(guò)蝸輪蝸桿的受力分析也可判斷它們的轉(zhuǎn)向。徑向力Fr2指向輪心，圓周力七驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸向力Fa2與輪軸平行。2—dl2Td22—dl2Td2F>F廣O'〈I""=JF?廣Fr2=t2T=T-iF21(1?5)式中一a=20。圖1-71.3蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法在中間平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒條與斜齒輪嚙合，因此蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法與齒輪傳動(dòng)相似。對(duì)于鋼制的蝸桿，與青銅或鑄鐵制的蝸輪配對(duì)，其蝸輪齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為：

qm3>KTqm3>KT2(500^IndV2H7mm3式中，K為載荷系數(shù)，引入是為了考慮工作時(shí)載荷性質(zhì)、載荷沿齒向分布情況以及動(dòng)載荷影響，一般取K=1.1~1.3；T2（N?mm）為蝸輪上的轉(zhuǎn)矩；z2為蝸輪齒數(shù)[%]為蝸輪許用接觸應(yīng)力，可查表1-3、表1-4獲得。表1-3錫青銅蝸輪的許用接觸應(yīng)力MPa蝸輪材料鑄造方法適用的滑動(dòng)速度蝸桿齒面硬度v/(m/s)<350HBS>45HRC砂型<12180200ZCuSn10P1金屬型<25200220砂型<10110125ZCuSn6Zn6Pb3金屬型<12135150表1-4鋁鐵青銅及鑄鐵蝸輪的許用接觸應(yīng)力「％]MPa蝸輪材料蝸桿材料0.5wjms—~「F-1滑動(dòng)速度v/(m/s)81s2346ZCuAl10Fe3淬火鋼25023021018016012090HT150HT200滲碳鋼13011590--——HT150調(diào)質(zhì)鋼1109070--——*蝸桿未經(jīng)淬火時(shí)，需將表中許用應(yīng)力值降低20%。蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算1.蝸桿傳動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)速度

蝸桿和蝸輪嚙合時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng),相對(duì)滑動(dòng)速度的大小對(duì)齒面的潤(rùn)滑情況、齒面失效形式及傳動(dòng)效率有很大影響。相對(duì)滑動(dòng)速度愈大，齒面間愈容易形成油膜，則齒面間摩擦系數(shù)愈小,對(duì)滑動(dòng)，加劇了接觸面的磨損，因而應(yīng)選用恰當(dāng)?shù)奈佪單仐U的配對(duì)材料，并注意蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件。當(dāng)量摩擦角也愈?。坏硪环矫?，由于嚙合處的相l(xiāng)=J滑動(dòng)速度計(jì)算公式為當(dāng)量摩擦角也愈??；但另一方面，由于嚙合處的相l(xiāng)=Jv=—m/ss60x1000cosy（1-7）式中：Y為普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角n1（r/min）為蝸桿轉(zhuǎn)速d1為普通圓柱蝸桿分度圓上的直徑蝸桿傳動(dòng)的效率閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損失包括：嚙合摩擦損失、軸承摩擦損失和潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失。因此總效率為嚙合效率％、軸承效率〃2、油的攪動(dòng)和飛濺

損耗效率n3的乘積，其中嚙合效率n1是主要的。總效率為〃=〃1〃2〃3（1-8）當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，嚙合效率n1為:_tan丫1tanG+p)式中：Y為普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角。pv為當(dāng)量摩擦角，可按蝸桿傳動(dòng)的材料及滑動(dòng)速度查表1-5得出。由于軸承效率〃2、油的攪動(dòng)和飛濺損耗時(shí)的效率n3不大，一般取n2n3=0?95?。?96,在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，為了近似地求出蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩馬，則總效率n常按以下數(shù)值估?。嚎傂使廊　?0.7；總效率估取n=0.8；總效率估取〃=0.7；總效率估取n=0.8；總效率估取〃=0.9；當(dāng)蝸桿齒數(shù)z1=2時(shí)當(dāng)蝸桿齒數(shù)z1=4時(shí)表1-5當(dāng)量摩擦系數(shù)人當(dāng)量摩擦角pv

蝸輪材料錫青t銅無(wú)錫青銅蝸桿齒面硬度>45HRC<3501HBS>45HRC滑動(dòng)速度v/(m/s)fpfpfp1me,?,■r/夕1.00Jv0.045Fv2°35，Jv0.055"v3°09'Jv0.07Fv4°00‘2.000.0352°00'0.0452°35,0.0553°09,3.0000281°3600352°00，0.045_2°35'4.000.0241°22'0.0311°47'0.042°17,5.000.0221°1600291°40，0.035_2°00‘8.000.0181°02'0.0261°29'0.031°43'注：1.蝸桿齒面粗糙度Ra=0.8?0.2。2.蝸輪材料為灰鑄鐵時(shí)，可按無(wú)錫青銅查取兒、pv3.蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于蝸桿傳動(dòng)的效率低，因而發(fā)熱量大，在閉式傳動(dòng)中，如果不及時(shí)散熱，將使?jié)櫥蜏囟壬?、粘度降低，油被擠出、加劇齒面磨損，甚至引起膠合。因此，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以便在油的工作溫度超過(guò)許可值時(shí)，采取有效的散熱3.蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由摩擦損耗的功率變?yōu)闊崮?，借助箱體外壁散熱，當(dāng)發(fā)熱速度與散熱速度相等時(shí)，就達(dá)到了熱平衡。通過(guò)熱平衡方程，可求出達(dá)到熱平衡時(shí)，潤(rùn)滑油的溫度。該溫度一般限制在60?70°C，最高不超過(guò)80°C。熱平衡方程為：

1000G-概=aA(t-1)式中：P1(kW)為蝸桿傳遞的功率；n為傳動(dòng)總效率；a為散熱面積，可按長(zhǎng)方體表面積估算，但需除去不和空氣接觸的面積，凸緣和散熱片面積按50%計(jì)算。t0為周?chē)諝鉁囟?，常溫情況下可取20°C。t1為潤(rùn)滑油的工作溫度，一般限制在60~70C，:高不超過(guò)80:高不超過(guò)80C。a為箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，其數(shù)值表示單位面積、I三」I三」單位時(shí)間、溫差其所能散發(fā)的熱量，根據(jù)箱體周?chē)耐L(fēng)條件一般取a=10~17W/(m2C)，通■風(fēng)條件好時(shí)取大值。由熱平衡方程得出潤(rùn)滑油的工作溫度t1為:(1-9)

也可以由熱平衡方程得出該傳動(dòng)裝置所必需的最小散熱面積Amin41000（1-H）PA=1a（t—t）如果實(shí)際散熱面積小于最小散熱面積Amin＞，或潤(rùn)滑油的工作溫度超過(guò)80°C,則需采取強(qiáng)制散熱措施。蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的散熱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的散熱目的是保證油的溫度在安全

范圍內(nèi)，以提高傳動(dòng)能力。常用下面幾種散熱措施:1）在箱體外壁加散熱片以增大散熱面積;=11）在箱體外壁加散熱片以增大散熱面積;=1—I2）在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇（圖1-8a）；—I3）采用上述方法后，如散熱能力還不夠，可在箱體油池內(nèi)鋪設(shè)冷卻水管，用循環(huán)水冷卻（圖1-8b）；4）采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。油泵將高溫的潤(rùn)滑油抽到箱體外，經(jīng)過(guò)濾器、冷卻器冷卻后，噴射到傳動(dòng)的嚙合部位（圖1-8c）。圖1-8*普通圓柱蝸桿和蝸輪設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，通常給出傳遞的功率當(dāng)、傳動(dòng)比i和蝸桿轉(zhuǎn)速電及工作情況等條件。設(shè)計(jì)步驟：合理選擇蝸桿及蝸輪的材料，并查表確定許用應(yīng)力值。2.按蝸輪齒面接觸強(qiáng)度公式計(jì)算加昭，并查表確定模數(shù)m及蝸桿直徑系數(shù)q值。選擇蝸桿齒數(shù)，計(jì)算蝸輪齒數(shù)，并取整數(shù)。根據(jù)蝸桿齒數(shù)，估計(jì)總效率值，并計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩。計(jì)算m3q,并查表確定模數(shù)m及蝸桿直徑系數(shù)q值。確定傳動(dòng)的基本參數(shù)并計(jì)算蝸桿傳動(dòng)尺寸。按熱平衡方程計(jì)算，給出適當(dāng)?shù)纳岽胧┙ㄗh。選擇蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出工作圖。例：試設(shè)計(jì)一混料機(jī)的閉式蝸桿傳動(dòng)。已知：蝸桿輸入的傳遞功率P]=3kW、轉(zhuǎn)速n1=130r/min、傳動(dòng)比i=26、載荷穩(wěn)定。解：1.合理選擇蝸桿及蝸輪的材料，并查表確定許用應(yīng)力值。由于轉(zhuǎn)速較高傳遞功率不大，所以蝸桿可采用45號(hào)鋼，表面淬火，硬度為45~50HRC。傳動(dòng)比大，則蝸輪也大，為節(jié)省有色金屬，蝸輪齒圈用錫青銅ZCuSn6Zn6Pb3，砂型鑄造，輪芯用鑄鐵HT200。估計(jì)滑動(dòng)速度v<10m/s，由表1-3可查出蝸輪的許用接觸應(yīng)力[電]=125MPa按蝸輪齒面接觸強(qiáng)度公式計(jì)算m3q，并查表1-3確定模數(shù)m及蝸桿直徑系數(shù)q值。2mm3(500)qm3>KT2mm3qm3>KT2選擇蝸桿齒數(shù)，計(jì)算蝸輪齒數(shù)，并取整數(shù)。

選擇蝸桿齒數(shù)z1=2，根據(jù)傳動(dòng)比，計(jì)算蝸輪齒數(shù)z2=2x26=52（2）根據(jù)蝸桿齒數(shù)，估計(jì)總效率值，并計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩。估計(jì)總效率值4=0.8，計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩得N-mm“9.55x106P門(mén)9.55x106x3x0.8…「八孔=n/i'=1430/26=4.1X10N-mm（3）計(jì)算m昭，并查表確定模數(shù)m及蝸桿直徑系數(shù)q值。取載荷系數(shù)K=1.2m3q>m3q>KT2=1.2x4.1x105x[*[2k52x125)=2911mm3由上式所得數(shù)據(jù)查表1-2，取m3q=3175mm3，則模數(shù)m=6.3mm、蝸桿直徑系數(shù)q=12.698、蝸桿分度圓直徑=80mm確定傳動(dòng)的基本參數(shù)并計(jì)算蝸桿傳動(dòng)尺寸。導(dǎo)程角y=arctan(mz/d)=arctan(6.3x2/80)=8572'其它尺寸計(jì)算參考表1-2略。按熱平衡方程計(jì)算，給出適當(dāng)?shù)纳岽胧┙ㄗh。1)滑動(dòng)速度計(jì)算公式為v=ndJ1=3.14x80x1430=606mss60x1000cosy60x1000xcosy式中：y為普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角n1為蝸桿轉(zhuǎn)速，單位：r/min由滑動(dòng)速度的數(shù)值可查表1-5，取當(dāng)量摩擦角pv=1°11’計(jì)算嚙合效率門(mén)=_^=0.881tanky+p7軸承效率z2、油的攪動(dòng)和飛濺損耗時(shí)的效率為，一般取如％=0?96，則總效率v=0.84由熱平衡方程得出該傳動(dòng)裝置所必需的最小散熱面積Amin:,1000（1一門(mén)）PA==0.57m2以（t—t）上式中取上為周?chē)諝鉁囟?，常溫情況下可取20笆。為潤(rùn)滑油的工作溫度一般限制在60~70°C，最高不超過(guò)80C。取80°C代入計(jì)算。at為箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，其數(shù)值表示單位面積、單位時(shí)間、溫差1笆所能散發(fā)的熱量，根據(jù)箱體周?chē)耐L(fēng)條件一般取at=10?17W/（m2C），通風(fēng)條件好時(shí)取大值。取at=1W/（m2