第11章蜗杆传动

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1、机械设计第十一章蜗杆传动第11章蜗杆传动11.1概述（模型）[挂图]11.1.2特点和应用（1）主要特点单级传动比大，结构紧凑，效率较低，成本较高（一般小于90％）（2）应用常用：两交错轴（90°）传动P<50km(最大750km)υs<15m/s11.1.2分类（1）圆柱蜗杆1）阿基米德蜗杆---最常用（蜗杆与梯形蜗杆相似、加工方便、精度效率较低）2）圆弧圆柱蜗杆（杆凹弧形齿，轮凸弧形齿，效率90%以上，承载比普通圆柱蜗杆高50~150%）（2）环面蜗杆----润滑状态好，效率高，承载强（3）锥蜗杆----i范围大

2、，平稳性好，承载强，效率高，但正反转不对称7机械设计第十一章蜗杆传动11.2主要参数（1）基本齿廓主剖面上----等效为齿条与齿轮的啮合以主剖面的参数，尺寸为计算基准、（2）模数m、压力角（蜗轮端面齿距PZ=πm，蜗杆轴面的齿距Pa=πm）蜗杆，蜗轮m应相同阿基米德（ZA）蜗杆轴向压力角a=20°（齿形角）（3）蜗杆分度圆直径d1(ZA蜗杆中圆)*标准值**定义直径系数:q=d1/m(4)蜗杆导程角g，头数Z11)tang=Z1*Pa/(π*d1)=Z1m/d1=Z1/q2)等于蜗轮的螺旋角（β）3)啮合效率h=ta

3、ng/tan（g+jv）ë当量磨擦角4)g<40h∝gZ1↑---g↑---η↑(5)传动比i，Z2i=n1/n2=Z1/Z228≦Z2≦80一般32≦Z2≦80平稳性杆刚度7机械设计第十一章蜗杆传动11.3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算11.3.1蜗杆传动的失效形式，设计准则和常用材料（1）失效形式1）齿面相对滑动速度vS较大è易胶合2）为抗胶合蜗轮采用较软材料è点蚀3）磨损4）断齿—可能性较小校核后可知余量—磨损（2）计算准则胶合：用sH≦[sH]作条件性计算ë不胶合的许用值由试验获得其余与齿轮传动相同（3）常用材

4、料1）基本要求：足够的强度，良好的跑合性，抗胶合性，耐磨性蜗杆：钢制蜗轮：青铜，铸铁2）常用材料蜗杆：45，40Cr,调质，表面淬火20Cr,20CrMnTi,表面渗碳淬火蜗轮铸锡青铜，ZcuSnvS³3m/s铸铁青铜vS£4m/s灰铁，球铁vS<2m/s(4)蜗杆、蜗轮结构杆：整体、装配式7机械设计第十一章蜗杆传动轮：组合式图11-2511.3.2蜗杆传动的受力分析、效率与润滑（1）受力分析1）作用力关系（忽略摩擦力）Ft2=-Fa1Fa2=-Ft1Fr2=-Fr12)作用力计算Ft2=2T2/d2,T2=T1iη

5、1Ft1=2T1/d1Fr2=Ft2tgat3)Fa1的方向与蜗轮转的判定右旋蜗杆--右手4指，蜗杆转向拇指：Fa1方向Fa1反向（Ft2向）--蜗轮转向左旋---左手7机械设计第十一章蜗杆传动（2）蜗杆传动的效率h=h1h2h3jV以vS查表11-18、19vS=v1/cosg图11-21h2—轴承损耗效率h3—溅油损耗效率一般：h=（0.95~0.96）h1设计时估算：P260（3）润滑1）vS大、易胶合，要求高1）适当考虑加大润滑油的粘度、添加剂2）润滑油选择：表11-20、217机械设计第十一章蜗杆传动11.

6、3.3圆柱蜗杆传动的设计计算（1）计算项目1）点蚀或胶合的条件性计算（主要--确定尺寸）2）校核弯曲疲劳强度(强度计算对象：蜗轮轮齿)3）工作温度计算、校核4）蜗杆挠度计算(2)蜗轮齿面接触（疲劳）*强度计算ZE(略)Zr--接触系数,以比值d1/a查图11-18d1/a值初选参考：d1/a值↑，d1较大，强度刚度↑，但η↓？思考i=5~20:d1/a»0.5~0.4,i=20~70:d1/a»0.4~0.3K—P249设计式以计算值和I查表11-2定a及几何参数7机械设计第十一章蜗杆传动(3)蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计

7、算齿形复杂，条件性的概略估算式（11-13）(4)蜗杆轴的刚度计算式（11-15）（课程设计时用）（5）工作温度计算---热平衡计算正常工作状态：发热量=散热量（热平衡）Þta----工作环境温度η----传动效率ad--表面传热系数S---箱体散热面积估算式S≈9*10-5a1.88m2ëmm(6)蜗杆传动的设计步骤（1）初定[d/a]值，以式(11-12)计算a初值。（2）选定传动基本尺寸、（3）弯曲疲劳校核（4）刚度验算（5）工作温度计算作业：习题11-47