第十一章-蝸桿傳動-2013年《機械設計》ppt課件-張有忱

第十一章--蝸桿傳動---2013年《機械設計》ppt課件-張有忱第一頁，共69頁。特點

1)能實現(xiàn)大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比i=5～80；在分度機構或手動機構的傳動中，傳動比可達300；若只傳遞運動，傳動比可達1000。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結構很緊湊。

2)沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。

3)當蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動便具有自鎖性。

4)摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為0.4左右。同時由于摩擦與磨損嚴重，常需耗用有色金屬制造蝸輪(或輪圈)，以便與鋼制蝸桿配對組成減摩性良好的滑動摩擦副。蝸桿傳動通常用于減速裝置，但也有個別機器用作增速裝置。第二頁，共69頁?！?1—1蝸桿傳動的類型

根據(jù)蝸桿形狀的不同，蝸桿傳動可以分為圓柱蝸桿傳動(圖11—1)，環(huán)面蝸桿傳動(圖11—2)和錐蝸桿傳動(圖11—3)等。第三頁，共69頁。(一)圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動:普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動兩類。1．普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿的齒面(除ZK型蝸桿外)一般是在車床上用直線刀刃的車刀車制的。根據(jù)車刀安裝位置的不同，所加工出的蝸桿齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿(ZA蝸桿)、漸開線蝸桿(ZI蝸桿)、法向直廓蝸桿(ZN蝸桿)和錐面包絡蝸桿(ZK蝸桿)等四種。GB／T10085—1988推薦采用ZI蝸桿和ZK蝸桿兩種?，F(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動所用的蝸桿及配對的蝸輪齒形分別予以介紹。第四頁，共69頁。(1)阿基米德蝸桿(ZA蝸桿)這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上，齒廓為阿基米德螺旋線(圖11—4)，在包含軸線的平面上的齒廓(即軸向齒廓)為直線，其齒形角α0=20o。它可在車床上用直線刀刃的單刀(當導程角γ≤3o時)或雙刀(當γ>3o時)車削加工。安裝刀具時，切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線，如圖11—4所示。這種蝸桿磨削困難，當導程角γ較大時加工不便。第五頁，共69頁。(2)法向直廓蝸桿(ZN蝸桿)這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開線(圖11—5)，法面(N—N)齒廓為直線。ZN蝸桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。刀具的安裝形式如圖11—5所示。這種蝸桿磨削起來也比較困難。第六頁，共69頁。(3)漸開線蝸桿(ZI蝸桿)端面齒廓為漸開線(圖11—6)，相當于一個少齒數(shù)(齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù))、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。ZI蝸桿可用兩把直線刀刃的車刀在車床上車削加工。刀刃頂面應與基圓柱相切，其中一把刀具高于蝸桿軸線，另一把刀具則低于蝸桿軸線，如圖11—6所示。刀具的齒形角應等于蝸桿的基圓柱螺旋角。蝸桿可以在專用機床上磨削。第七頁，共69頁。(4)錐面包絡圓柱蝸桿(ZK蝸桿)這是一種非線性螺旋齒面蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時，除工件作螺旋運動外，刀具同時繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運動。這時，銑刀(或砂輪)回轉(zhuǎn)曲面的包絡面即為蝸桿的螺旋齒面(圖11—7)，在I—I及N—N截面上的齒廓均為曲線(圖11—7a)。這種蝸桿便于磨削．蝸桿的精度較高，應用日漸廣泛。第八頁，共69頁。至于與上述各類蝸桿配對的蝸輪齒廓，則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應與蝸桿的齒廓一致；滾切時的中心距，也應與蝸桿傳動的中心距相同。

第九頁，共69頁。2．圓弧圓柱蝸桿傳動(ZC蝸桿)

蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的刀具切制的，而蝸輪是用范成法制造的。在中間平面上，蝸桿的齒廓為凹弧形(11—8b)，而與之相配的蝸輪的齒廓則為凸弧形。所以，圓弧圓柱蝸桿傳動是一種凹凸弧齒廓相嚙合的傳動，也是一種線接觸的嚙合傳動。其主要特點為：效率高，一般可達90％以上；承載能力高，一般可較普通圓柱蝸桿傳動高出50％～150％；體積??；質(zhì)量小；結構緊湊。這種傳動已廣泛應用到冶金、礦山、化工、建筑、起重等機械設備的減速機構中。第十頁，共69頁。(二)環(huán)面蝸桿傳動

環(huán)面蝸桿傳動的特征是，蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，所以把這種蝸桿傳動叫做環(huán)面蝸桿傳動(參看圖11—2)。在這種傳動的嚙合帶內(nèi)，蝸輪的節(jié)圓位于蝸桿的節(jié)弧面上，亦即蝸桿的節(jié)弧沿蝸輪的節(jié)圓包著蝸輪。在中間平面內(nèi)，蝸桿和蝸輪都是直線齒廓。由于同時相嚙合的齒對多，而且輪齒的接觸線與蝸桿齒運動的方向近似于垂直，這就大大改善了輪齒受力情況和潤滑油膜形成的條件，因而承載能力約為阿基米德蝸桿傳動的2-4倍，效率一般高達0.85—0.9；但它需要較高的制造和安裝精度。有關資料可參看參考文獻[66]或[68)。除上述環(huán)面蝸桿傳動外，還有包絡環(huán)面蝸桿傳動。這種蝸桿傳動分為一次包絡和二次包絡(雙包)環(huán)面蝸桿傳動兩種。它們的承載能力和效率較上述環(huán)面蝸桿傳動均有顯著的提高。其嚙合原理和設計計算方法可參看參考文獻[68]。第十一頁，共69頁。(三)錐蝸桿傳動(圖11—3)錐蝸桿傳動也是一種空間交錯軸之間的傳動，兩軸交錯角通常為90o。蝸桿是由在節(jié)錐上分布的等導程的螺旋所形成的，故稱為錐蝸桿。而蝸輪在外觀上就像一個曲線齒錐齒輪，它是用與錐蝸桿相似的錐滾刀在普通滾齒機上加工而成的，故稱為錐蝸輪。錐蝸桿傳動的特點是：同時接觸的點數(shù)較多，重合度大；傳動比范圍大(一般為10—360)；承載能力和效率較高；側(cè)隙便于控制和調(diào)整；能作離合器使用；可節(jié)約有色金屬；制造安裝簡便，工藝性好。但由于結構上的原因，傳動具有不對稱性，因而正、反轉(zhuǎn)時受力不同，承載能力和效率也不同。第十二頁，共69頁。滾動蝸桿傳動滾動蝸桿傳動，有滾動體安裝于蝸桿上的，如圖11—9及11—10(沿蝸桿的螺旋線安裝許多與蝸桿螺旋齒尺寸相當?shù)膱A錐滾子，從而組成與取代蝸桿齒)，也有滾動體安裝于蝸輪上的，如圖11—11及11—12。顯然，通過以滾代滑，大大減輕了摩擦磨損，提高了工作效率與使用壽命，也節(jié)約了有色金屬，但結構較為復雜，主要用于功率不太大(功率較大時可將圖11—9中的單線循環(huán)滾珠改用雙線循環(huán)滾珠或采用滾子齒蝸桿)或以傳遞運動為主的場合。第十三頁，共69頁?！?1—2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算在中間平面上，普通圓柱蝸桿傳動就相當于齒條與齒輪的嚙合傳動。故在設計蝸桿傳動時，均取中間平面上的參數(shù)(如模數(shù)、壓力角等)和尺寸(如齒頂圓、分度圓等)為基準，并沿用齒輪傳動的計算關系。第十四頁，共69頁。§11—2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算（續(xù)）(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇

1．模數(shù)m和壓力角α和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的幾何尺寸也以模數(shù)為主要計算參數(shù)。蝸桿和蝸輪嚙合時，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

mal=mt2=mαal=αt2ZA蝸桿的軸向壓力角αa為標準值(20o)，其余三種(ZN、ZI、ZK)蝸桿的法向壓力角αn為標準值(20o)，蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關系為γ為導程角

第十五頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）

2．蝸桿的分度圓直徑d1

為了保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合，常用與蝸桿具有同樣尺寸的蝸輪滾刀來加工與其配對的蝸輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就得有一種對應的蝸輪滾刀。對于同一模數(shù)，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對每一模數(shù)就要配備很多蝸輪滾刀。為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標準化，就對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1,而把比值(11-1)蝸桿的直徑系數(shù)第十六頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）d1與q已有標準值，常用的標準模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1及直徑系數(shù)q見表11-2。如果采用非標準滾刀或飛刀切制蝸輪，d1與q值可不受標準的限制。第十七頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）

3．蝸桿頭數(shù)z1蝸桿頭數(shù)z1可根據(jù)要求的傳動比和效率來選定。單頭蝸桿傳動的傳動比可以較大，但效率較低。如要提高效率，應增加蝸桿的頭數(shù)。但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。第十八頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）4．導程角γ蝸桿的直徑系數(shù)q和蝸桿頭數(shù)zl選定之后，蝸桿分度圓柱上的導程角γ也就確定了。由圖11-14可知，式中：pa為蝸桿軸向齒距。第十九頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）5．傳動比i和齒數(shù)比u傳動比i=n1/n2式中：n1、n2分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速，單位為r／min。齒數(shù)比u=z2/zl式中：z2為蝸輪的齒數(shù)。當蝸桿為主動時，第二十頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）6．蝸輪齒數(shù)z2蝸輪齒數(shù)z2主要根據(jù)傳動比來確定。應注意：為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時產(chǎn)生根切與干涉，理論上應使zmin≥17。但當z2<26時，嚙合區(qū)要顯著減小，將影響傳動的平穩(wěn)性，而在z2≥30時，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定z2大于28。對于動力傳動，z2一般不大于80。這是由于當蝸輪直徑不變時，z2越大，模數(shù)就越小，將使輪齒的彎曲強度削弱；當模數(shù)不變時，蝸輪尺寸將要增大，使相嚙合的蝸桿支承間距加長．這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產(chǎn)生撓曲而影響正常的嚙合。z1、z2的薦用值見表ll-1(具體選擇時可考慮表11-2中的匹配關系)。當設計非標準或分度傳動時，z2的選擇可不受限制。第二十一頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）第二十二頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）7．蝸桿傳動的標準中心距a蝸桿傳動的標準中心距為(11-4)標準普通圓柱蝸桿傳動的基本尺寸和參數(shù)列于表11-2。設計普通圓柱蝸桿減速裝置時，在按接觸強度或彎曲強度確定了中心距a或m2d1后，一般應按表11-2的數(shù)據(jù)確定蝸桿與蝸輪的尺寸和參數(shù)，并按表值予以匹配。如可自行加工蝸輪滾刀或減速器箱體時，也可不按表11-2選配參數(shù)。

第二十三頁，共69頁。(一)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇（續(xù)）第二十四頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點

目的：（1）配湊中心距；（2）提高蝸桿傳動的承載能力；（3）提高傳動效率。變位方法：在切削時，利用刀具相對于蝸輪毛坯的徑向位移來實現(xiàn)。但是在蝸桿傳動中，由于蝸桿的齒廓形狀和尺寸要與加工蝸輪的滾刀形狀和尺寸相同，所以為了保持刀具尺寸不變，蝸桿尺寸是不能變動的，因而只能對蝸輪進行變位。圖11-15表示了幾種變位情況(圖中a＇、z＇2分別為變位后的中心距及蝸輪齒數(shù)，x2為蝸輪變位系數(shù))。變位后，蝸輪的分度圓和節(jié)圓仍舊重合，只是蝸桿在中間平面上的節(jié)線有所改變，不再與其分度線重合。第二十五頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點（續(xù)）變位蝸桿傳動根據(jù)使用場合的不同，可在下述兩種變位方式中選取一種。1)變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變()，蝸桿傳動的中心距改變()，如圖a、c所示，其中心距的計算式如下：第二十六頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點（續(xù)）第二十七頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點（續(xù)）第二十八頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點（續(xù)）2)變位前后，蝸桿傳動的中心距不變()，蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化()，如圖d、e所示，可計算如下：因故則（11-6）（11-6a）第二十九頁，共69頁。(二)蝸桿傳動變位的特點（續(xù)）第三十頁，共69頁。(三)蝸桿傳動的幾何尺寸計算

蝸桿傳動的幾何尺寸及其計算公式見圖11-16及表1l-3、表11—4。第三十一頁，共69頁。

§11—3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算（續(xù)）(一)蝸桿傳動的失效形式、設計準則及常用材料

點蝕(齒面接觸疲勞破壞)、齒根折斷、齒面膠合及過度磨損等。由于材料和結構上的原因，蝸桿螺旋齒部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度，所以失效經(jīng)常發(fā)生在蝸輪輪齒上。因此，一般只對蝸輪輪齒進行承載能力計算。由于蝸桿與蝸輪齒面間有較大的相對滑動，從而增加了產(chǎn)生膠合和磨損失效的可能性，尤其在某些條件下(如潤滑不良)，蝸桿傳動因齒面膠合而失效的可能性更大。因此，蝸桿傳動的承載能力往往受到抗膠合能力的限制。第三十二頁，共69頁?！?1—3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算（續(xù)）在開式傳動中多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷，因此應以保證齒根彎曲疲勞強度作為開式傳動的主要設計準則。

在閉式傳動中，蝸桿副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計，而按齒根彎曲疲勞強度進行校核。此外，閉式蝸桿傳動，由于散熱較為困難，還應作熱平衡核算。由上述蝸桿傳動的失效形式可知，蝸桿、蝸輪的材料不僅要求具有足夠的強度，更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。第三十三頁，共69頁?！?1—3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算（續(xù)）蝸桿材料蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成。高速重載蝸桿常用15Cr或20Cr，并經(jīng)滲碳淬火；也可用40、45鋼或40Cr并經(jīng)淬火。這樣可以提高表面硬度，增加耐磨性。通常要求蝸桿淬火后的硬度為40—55HRC，經(jīng)氮化處理后的硬度為55～62HRC。一般不太重要的低速中載的蝸桿，可采用40或45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其硬度為220—300HBS。第三十四頁，共69頁?！?1—3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算（續(xù)）蝸輪材料常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅(ZCuSnl0P1，ZCuSn5Pb5Zn5)、鑄造鋁鐵青銅(ZCuAl1OFe3)及灰鑄鐵(HTl50、HT200)等。錫青銅耐磨性最好，但價格較高，用于滑動速度vs≥3m／s的重要傳動；鋁鐵青銅的耐磨性較錫青銅差一些，但價格便宜，一般用于滑動速度vs≤4m／s的傳動；如果滑動速度不高(vs<2m／s)，對效率要求也不高時，可采用灰鑄鐵。為了防止變形，常對蝸輪進行時效處理。第三十五頁，共69頁。

(二)蝸桿傳動的受力分析第三十六頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算

1．蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度計算的原始公式仍來源于赫茲公式。接觸應力σH(單位為MPa)為式中：Fn——嚙合齒面上的法向載荷，單位為N；L0——接觸線總長，單位為mm；K——載荷系數(shù)；ZE——材料的彈性影響系數(shù)，單位為MPal／2，對于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對時，取ZE=160MPal／2。第三十七頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）

將以上公式中的法向載荷Fn換算成蝸輪分度圓直徑d2(單位為mm)與蝸輪轉(zhuǎn)矩T2(單位為N·mm)的關系式，再將d2、L0、ρΣ，等換算成中心距a(單位為mm)的函數(shù)后，即得蝸輪齒面接觸疲勞強度的驗算公式為式中：Zρ——蝸桿傳動的接觸線長度和曲率半徑對接觸強度的影響系數(shù)。簡稱接觸系數(shù)，可從圖11—14中查得。第三十八頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）第三十九頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）

K——載荷系數(shù)，K=KAKβKv，其中：KA為使用系數(shù)．查表11—5；Kβ為齒向載荷分布系數(shù)，當蝸桿傳動在平穩(wěn)載荷下工作時，載荷分布不均現(xiàn)象將由于工作表面良好的磨合而得到改善，此時可取Kβ=l；當載荷變化較大，或有沖擊、振動時，可取Kβ=1.3～1.6；Kv為動載系數(shù)，由于蝸桿傳動一般較平穩(wěn)，動載荷要比齒輪傳動的小得多，故Kv值可取定如下：對于精確制造，且蝸輪圓周速度v2≤3m／s時，取Kv=1.0～1.1；v2>3m／s時，Kv=1.1～1.2。σH、[σH]——分別為蝸輪齒面的接觸應力與許用接觸應力，單位為MPa。第四十頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）當蝸輪材料為灰鑄鐵或高強度青銅(σB≥300MPa)時。蝸桿傳動的承載能力主要取決于齒面膠合強度、但因目前尚無完善的膠合強度計算公式，故采用接觸強度計算是一種條件性計算，在查取蝸輪齒面的許用接觸應力時，要考慮相對滑動速度的大小。由于膠合不屬于疲勞失效，[σH]的值與應力循環(huán)次數(shù)N無關，因而可直接從表11—6中查出許用接觸應力[σH]的值。第四十一頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）若蝸輪材料為強度極限σB<300MPa的錫青銅，因蝸輪主要為接觸疲勞失效，故應先從表11—7中查出蝸輪的基本許用接觸應力[σH]′，再按[σH]=KHN·[σH]′算出許用接觸應力的值。KHN為接觸強度的壽命系數(shù)，。其中，應力循環(huán)次數(shù)N=60jn2Lh第四十二頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）從式(11—11)中可得到按蝸輪接觸疲勞強度條件設計計算的公式為

從上式算出蝸桿傳動的中心距a(單位為mm)后,可根據(jù)預定的傳動比i(z2／z1)從表11—2中選擇一合適的a值,以及相應的蝸桿、蝸輪的參數(shù)。第四十三頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）由于蝸輪輪齒的齒形比較復雜，要精確計算齒根的彎曲應力是比較困難的，所以常用的齒根彎曲疲勞強度計算方法就帶有很大的條件性。通常是把蝸輪近似地當作斜齒圓柱齒輪來考慮，仿式(10—16)得蝸輪齒根的彎曲應力為式中mn——法面模數(shù)，mn=mcosγ，單位為mm；Ysa2——齒根應力校正系數(shù)，放在[σF]中考慮；Yε——彎曲疲勞強度的重合度系數(shù)，取Yε=0.667;Yβ——螺旋角影響系數(shù)，Yβ=1-γ/140°

——蝸輪輪齒弧長，其中θ為蝸輪齒寬角(參看圖11—16)，可按100o計算；第四十四頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）式中：σF——蝸輪齒根彎曲應力，單位為MPa；YFa2——蝸輪齒形系數(shù)，可由蝸輪的當量齒數(shù)zv2=z2／cos3γ及蝸輪的變位系數(shù)x2從圖11—19中查得。[σF]——蝸輪的許用彎曲應力，單位為MPa。[σF]=[σF]′·KFN，其中[σF]′為計入齒根應力校正系數(shù)YSa2后蝸輪的基本許用應力，由表11—8中選?。籏FN為壽命系數(shù)，，其中應力循環(huán)次數(shù)N的計算方法同前。第四十五頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算

（續(xù)）第四十六頁，共69頁。(三)蝸桿傳動強度計算（續(xù)）計算出m2dl(單位為mm3)后，可從表11—2中查出相應的參數(shù)。設計公式

第四十七頁，共69頁。

(四)蝸桿的剛度計算

蝸桿受力后如產(chǎn)生過大的變形，就會造成輪齒上的載荷集中，影響蝸桿與蝸輪的正確嚙合，所以蝸桿還須進行剛度校核。校核蝸桿的剛度時，通常是把蝸桿螺旋部分看作以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸段，主要是校核蝸桿的彎曲剛度，其最大撓度y(單位為mm)可按下式作近似計算,并得其剛度條件為第四十八頁，共69頁。(四)蝸桿的剛度計算（續(xù)）式中：Ft1——蝸桿所受的圓周力，單位為N；Frl——蝸桿所受的徑向力，單位為N；E——蝸桿材料的彈性模量，單位為MPa；I——蝸桿危險截面的慣性矩，,單位為m4，其中df1為蝸桿齒根圓直徑，mm；L′——蝸桿兩端支承間的跨距，單位為mm，視具體結構要求而定，初步計算時可取L′=0.9d2，d2為蝸輪分度圓直徑；[y]——許用最大撓度，[y]=d1/1000,，此處d1為蝸桿分度圓直徑，單位為mm。第四十九頁，共69頁。

(五)普通圓柱蝸桿傳動的精度等級及其選擇GB／T10089—1988對蝸桿、蝸輪和蝸桿傳動規(guī)定了12個精度等級；1級精度最高，依次降低。與齒輪公差相仿，蝸桿、蝸輪和蝸桿傳動的公差也分成三個公差組。普通圓柱蝸桿傳動的精度，一般以6～9級應用得最多。6級精度的傳動可用于中等精度機床的分度機構、發(fā)動機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳動以及武器讀數(shù)裝置的精密傳動，它允許的蝸輪圓周速度v2>5m／s。7級精度常用于運輸和一般工業(yè)中的中等速度(v2<7.5m／s)的動力傳動。8級精度常用于每晝夜只有短時工作的次要的低速(v2≤3m／s)傳動。第五十頁，共69頁?！?1—5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算(一)蝸桿傳動的效率閉式蝸桿傳動的功率損耗一般包括：嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損耗及濺油損耗。因此總效率為式中，η1、η2、η3分別為單獨考慮嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損耗及濺油損耗時的效率。

(11-20)第五十一頁，共69頁。(一)蝸桿傳動的效率（續(xù)）當蝸桿主動時，則式中：γ——普通圓柱蝸桿分度圓柱上的導程角；——當量摩擦角，其值可根據(jù)滑動速度vS由表11-18或表11-19中選取?；瑒铀俣葀S(單位為m／s)由圖11-21得，

(11-22)第五十二頁，共69頁。(一)蝸桿傳動的效率（續(xù)）第五十三頁，共69頁。(一)蝸桿傳動的效率（續(xù)）第五十四頁，共69頁。(一)蝸桿傳動的效率（續(xù)）由于軸承摩擦及濺油這兩項功率損耗不大，一般取η2·η3=0.95～0.96，則總效率η為(11-20a)在設計之初，為了近似地求出蝸輪軸上的扭矩T2，η值可如下估?。何仐U頭數(shù)zl1246總效率η0.70.80.90.95第五十五頁，共69頁。(二)蝸桿傳動的潤滑

潤滑對蝸桿傳動來說，具有特別重要的意義。因為當潤滑不良時，傳動效率將顯著降低，并且會帶來劇烈的磨損和產(chǎn)生膠合破壞的危險，所以往往采用粘度大的礦物油進行良好的潤滑，在潤滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。第五十六頁，共69頁。(二)蝸桿傳動的潤滑（續(xù)）1．潤滑油潤滑油的種類很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對材料和運轉(zhuǎn)條件合理選用。第五十七頁，共69頁。2．潤滑油粘度及給油方法

潤滑油粘度及給油方法，一般根據(jù)相對滑動速度及載荷類型進行選擇。對于閉式傳動，常用的潤滑油粘度及給油方法見表11—21；對于開式傳動，則采用粘度較高的齒輪油或潤滑脂。如果采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿嚙入端；蝸桿正反轉(zhuǎn)時，兩邊都要裝有噴油嘴，而且要控制一定的油壓。第五十八頁，共69頁。

3．潤滑油量對閉式蝸桿傳動采用油池潤滑時，在攪油損耗不致過大的情況下，應有適當?shù)挠土?。這樣不僅有利于動壓油膜的形成，而且有助于散熱。對于蝸桿下置式或蝸桿側(cè)置式的傳動，浸油深度應為蝸桿的一個齒高；當為蝸桿上置式時，浸油深度約為蝸輪外徑的1／3。第五十九頁，共69頁。(三)蝸桿傳動的熱平衡計算單位時間內(nèi)的發(fā)熱量Φ1

Φ1=1000P(1—η)單位時間內(nèi)的散熱量Φ2