河海大学机械设计蜗杆

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1、第12章蜗杆传动§12—1蜗杆传动的特点及类型一、蜗杆传动的主要特点有：1．传动比大，一般为i=8-80，大的可达1000以上；2．重合度大，传动平稳，噪声低；3．摩擦磨损问题突出，磨损是主要的失效形式；4．传动效率低，具有自锁性时，效率低于40%。主要用于运动传递，而在动力传输中的应用受到限制。1、按蜗杆形式分类二、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥面蜗杆传动普通圆柱圆弧圆柱普通圆柱蜗杆传动可分为：2、按螺旋面形状分类三、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择国家标准对蜗杆、蜗轮传动规定了12个精度等级，1级精度最高，12级最低。普通圆柱蜗杆传动的精度，一般以6-9级

2、应用得最多。8级精度常用于只有短时工作的低速传动v≤3m/s6级精度可用于蜗轮圆周速度v>5m/s的场合；7级精度常用于v<7.5m/s的动力传动；9级精度常用于v≤1.5m/s§12—2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸中间平面—包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面在中间平面内相当于齿条与齿轮的啮合一、主要参数1、模数m和压力角α正确啮合条件：在中间平面内mx1=mt2=mαx1=αt2=α=20°蜗杆轴面模数蜗轮端面模数标准模数蜗杆轴面压力角蜗轮端面压力角z1=1~42、传动比i、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2i=n1/n2=z2/z1=d2/d1?≠d2/d1但z1少，效率低重

3、载时取z1=2,4，要求自锁z1=1z1过多，制造困难z2=iz1=28~80常取z2=32~63蜗杆传动的效率=1.2.31——啮合效率。v——当量摩擦角，可根据滑动速度vs选取，——蜗杆分度圆导程角；z1=1,z1=2,z1=4z1=6=0.7=0.8=0.9=0.95估算总效率3——搅油效率。2——轴承效率。一般取2.3=0.95~0.963、蜗杆直径系数q及导程角γ由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，便于刀具标准化，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1。直径d1与模数m的比

4、值(q=d1／m)称为蜗杆的直径系数蜗杆导程角γ与蜗轮螺旋角β之关系Σ=90°时：γβγ=β且旋向相同q与导程角γ之关系：d1越小，导程角γ越大，传动效率越高。4、齿面间相对滑动速度vs由此可见，vs>v1、v2较大的VS引起：1、易发生齿面磨损和胶合2、如润滑条件良好,有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率二、几何尺寸计算其他尺寸计算见表12-3普通圆柱蜗杆传动与齿轮传动的区别：传动比i齿轮传动蜗杆传动i=d2/d1i≠d2/d1m、α法面为标准值中间平面为标准值ββ1=-β2γ=β,旋向相同d1d1=mnz1/cosβd1=mq,且为标准值齿面点蚀—蜗轮材料

5、为铸锡青铜时，此种材料强度稍低齿面胶合—蜗轮材料为铸铝青铜或铸铁时齿面磨损—开式传动或润滑油不清洁轮齿折断—蜗轮齿数过多或强烈冲击载荷由于蜗轮材料强度低，失效通常发生在蜗轮轮齿上§12—3蜗杆传动的失效形式、材料和结构一、失效形式蜗杆的刚度计算──防止蜗杆刚度不足引起的失效。蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮的齿面接触疲劳强度计算──防止齿面过度磨损引起的失效。传动系统的热平衡计算──防止过热引起的失效。蜗杆高速重载低速中载中碳钢+调质蜗轮vs≥3m/s重要传动铸造锡青铜vs≤4m/s一般传动铸造铝铁青铜vs<2m/s不重要传动灰铸铁低碳合金钢+渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢+表

6、面淬火要求：减摩性好、耐摩、抗胶合、足够的强度二、材料三、蜗杆和蜗轮的结构1、蜗杆的结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差。2、蜗轮的结构为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮配合式蜗轮拼铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮齿在受到法向载荷Fn的情

7、况下，可分解出径向载荷Fr、周向载荷Ft、轴向载荷Fa。§12—4蜗杆传动受力分析各力关系各力方向Fa—用主动轮左右手定则判断一般蜗杆主动。Fr—指向各自的轮心。Ft—蜗杆上Ft与其啮合点速度方向相反；蜗轮上的Ft与其啮合点运动方向相同；Fa1Ft2Ft1Fa2n1●●Fr2Fr1n2n1各力应画在受力点上12§12—5蜗杆传动的润滑及热平衡计算一、蜗杆传动的润滑目的：1）提高效率；2）降低温升，防止磨损和胶合1、润滑油粘度——表11-52、给油方法Vs<5~10m/s，油池浸油润滑Vs>10~15m/s，压力喷油润滑二、蜗杆