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第十章蝸桿傳動(dòng)§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算§10-3圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)返回第十章蝸桿傳動(dòng)組成:蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成,常用于交錯(cuò)角為90°的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。特點(diǎn):傳動(dòng)比大,結(jié)構(gòu)緊湊一般蝸桿為主動(dòng)件,作減速運(yùn)動(dòng)。分類(lèi):按蝸桿的形狀蝸桿傳動(dòng)可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐蝸桿傳動(dòng)等類(lèi)型。(a)圓柱蝸桿傳動(dòng)(b)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)(c)錐蝸桿傳動(dòng)圖10-1蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)概述和齒輪傳動(dòng)一樣,蝸桿傳動(dòng)的失效也有點(diǎn)蝕(齒面接觸疲勞破壞)、齒根折斷、齒面膠合和過(guò)渡磨損等。一般只對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行承載能力的計(jì)算,蝸桿傳動(dòng)的承載能力往往受到抗膠合能力的限制。在開(kāi)式傳動(dòng)中多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷,因此應(yīng)以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為開(kāi)式傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在閉式傳動(dòng)中,蝸桿副多因齒面膠合或點(diǎn)蝕而失效,因此,通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核?!?0-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和常用材料大多數(shù)蝸桿均用碳素鋼或合金鋼制成,并進(jìn)行熱處理。對(duì)于高速重載傳動(dòng),為了消除淬火后蝸桿的變形,提高承載能力,一般必須經(jīng)過(guò)磨削、研磨或拋光。對(duì)于低速傳動(dòng),且功率不大時(shí),蝸桿可進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。常用的蝸輪(齒圈)材料是鑄造錫青銅及鑄造鋁青銅。為了防止變形,常對(duì)蝸輪進(jìn)行時(shí)效處理?!?0-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算二、蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和常用材料通常蝸桿傳動(dòng)中都是蝸桿主動(dòng)。當(dāng)蝸桿沿箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí),作用在蝸桿螺旋面上的法向力

可以分解為三個(gè)相互垂直的分力。§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的受力分析§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿或蝸輪上的作用力的方向與螺旋線的方向、蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等有關(guān),在分析時(shí)應(yīng)特別注意。具體方法是以右旋蝸桿用右手判斷(左旋蝸桿用左手判斷),四指代表蝸桿旋轉(zhuǎn)方向,則拇指的指向代表蝸桿軸向力的方向,而蝸輪的轉(zhuǎn)向與拇指所指的方向相反?!?0-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的受力分析1.蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)中,由于蝸桿材料強(qiáng)度較蝸輪高,因而在強(qiáng)度計(jì)算中只計(jì)算蝸輪的輪齒強(qiáng)度。蝸輪輪齒表面接觸強(qiáng)度計(jì)算仍以式(9-7)為基礎(chǔ)。

蝸輪輪齒表面接觸強(qiáng)度的校核公式:設(shè)計(jì)公式查表P86表5-7,選擇合適的模數(shù)和分度圓直徑?!?0-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算四、蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算2.蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算由于蝸輪輪齒的形狀復(fù)雜,很難求出輪齒的危險(xiǎn)截面和實(shí)際彎曲應(yīng)力,因而近似地將蝸輪看作一斜齒圓柱齒輪,再按圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算。輪齒彎曲強(qiáng)度的校核公式:略去螺旋角(或?qū)С探?/p>

)的影響,

則設(shè)計(jì)公式為§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算四、蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算§10-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算四、蝸輪輪齒的強(qiáng)度計(jì)算2.蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算GB10089-1988對(duì)蝸桿傳動(dòng)規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí);1級(jí)精度最高,依次降低。普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度,一般以6~9級(jí)應(yīng)用最廣泛。6級(jí)精度的傳動(dòng)可用于中等精度機(jī)床的分度機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳動(dòng)以及武器讀數(shù)裝置的精密傳動(dòng),它允許的蝸輪圓周速度v2>5m/s。7級(jí)精度常用于運(yùn)輸和一般工業(yè)中的中等速度(v2<7.5m/s)的動(dòng)力傳動(dòng)。8級(jí)精度常用于每晝夜只有短時(shí)工作的次要的低速(v2≤3m/s)傳動(dòng)?!?0-1普通蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算五、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的精度等級(jí)及其選擇

閉式蝸桿傳動(dòng)的效率與齒輪傳動(dòng)的效率類(lèi)似,也是由三部分組成:-嚙合摩擦損耗的效率;-軸承摩擦損耗的效率;-濺油損耗的效率;由蝸桿嚙合副的結(jié)構(gòu)形式和摩擦系數(shù)有關(guān),其計(jì)算公式為§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的效率P173由于軸承摩擦及濺油這兩項(xiàng)功率損耗不大,一般取

(10-8)對(duì)于閉式傳動(dòng),單頭蝸桿的效率為70%左右,雙頭蝸桿的效率為80%左右,四頭蝸桿的效率為90%左右,六頭蝸桿的效率為95%左右?!?0-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算一、蝸桿傳動(dòng)的效率P87主要目的:在于減摩與散熱。潤(rùn)滑方法:與齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑相近。潤(rùn)滑油粘度及給油方式一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類(lèi)型進(jìn)行選擇。

相對(duì)滑動(dòng)速度是指蝸輪與蝸桿在節(jié)點(diǎn)的相對(duì)速度?!?0-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算二、蝸桿的潤(rùn)滑§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算二、蝸桿的潤(rùn)滑蝸桿傳動(dòng)齒輪箱中油池的深度與蝸桿布置形式有關(guān)。

§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算二、蝸桿的潤(rùn)滑蝸桿低速時(shí)

原因:蝸桿傳動(dòng)由于效率低,所以工作時(shí)產(chǎn)生的熱量大。在閉式傳動(dòng)中,如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸,將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂專(zhuān)瑥亩黾幽Σ翐p失,甚至發(fā)生膠合。方法:產(chǎn)生的熱量等于消散的熱量。系統(tǒng)因摩擦功耗產(chǎn)生的熱量為:自然冷卻從箱體散去的熱量為:§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算求得在既定工作條件下的油溫:或在既定工作條件下,保持正常工作溫度所需的散熱面積:§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算

(a)風(fēng)冷式

(b)水冷式圖10-5蝸桿傳動(dòng)散熱方式§10-2普通蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算三、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算蝸桿螺旋部分的直徑不大,所以常和軸做成一個(gè)整體。當(dāng)蝸桿螺旋部分的直徑較大時(shí),可以將軸與蝸桿分開(kāi)制作。(a)無(wú)退刀槽蝸桿軸(b)有退刀槽蝸桿軸§10-3圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)退刀槽,加工螺旋部分時(shí)只能用銑制加工。剛度較好。有退刀槽,螺旋部分可以車(chē)制,也可以銑制。剛度稍差。為了減摩的需要,蝸輪通常要用青銅制作。為了節(jié)省銅材,當(dāng)

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