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1、齒輪傳動設(shè)計培訓(xùn)第三部分：蝸輪蝸桿傳動設(shè)計2004、6本章要點1、了解蝸輪蝸桿傳動的嚙合特點、運動關(guān)系和幾何系數(shù)。2、掌握蝸輪蝸桿傳動的受力分析、強度計算和熱平衡計算方法。7/28/20211三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—蝸桿傳動概述蝸桿傳動是一種在空間交錯軸間傳遞運動的機構(gòu)。1．傳動比大，一般為i=5~80，大的可達300以上；2．重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；3．摩擦磨損問題突出，磨損是主要的失效形式；4．傳動效率低，具有自鎖性時，效率低于40%。由于上述特點，蝸桿傳動主要用于運動傳遞，而在動力傳輸中的應(yīng)用受到限制。蝸桿傳動的主要特點有：7/28/20212三
2、、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸模數(shù)m和壓力角a蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即:ma1=mt2=m ; aa1=at2蝸桿的分度圓直徑d1由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標準對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標準蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數(shù)m的比值(q=d1／m)稱為蝸桿的直徑系數(shù)。7/28/20214三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸蝸桿的模數(shù)與分度圓直徑7/28/20215三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸蝸桿的蝸桿的頭數(shù)z
3、1較少的蝸桿頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。考慮嚙合摩擦損耗是蝸桿的傳動效率：7/28/20216三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸導(dǎo)程角γ增大時，傳動效率將提高，導(dǎo)程角γ與蝸桿頭數(shù)z1之間有如下關(guān)系：顯然，當蝸桿頭數(shù)z1增多時，導(dǎo)程角γ增大，從而使傳動效率提高。但頭數(shù)增多給制造帶來困難，且效率提高不顯著，故通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。導(dǎo)程角g：在m和d1為標準值時，z1↑→g↑正確嚙合時，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且g1＝b27
4、/28/20217三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動比，即z2=i·z1。z2不宜太?。ㄈ鐉2＜26)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。正確嚙合時，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且g1＝b2蝸輪齒數(shù)z2：傳動比i：7/28/20218三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸中心距為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時產(chǎn)生根切，理論上應(yīng)使z2min≥17,但在z<26時，嚙合去要顯著減小，影響傳動的平穩(wěn)性。為了能保證始終有兩對以上的齒嚙合，
5、一般要求z2>28；對于動力傳動，為了保證蝸輪輪齒的彎曲和相嚙合蝸桿的彎曲強度，通常要求z2<80，設(shè)計時可參考下表選取z1和z2:i=z1/z2z1z2≈57~1514~3029~82642129~3129~6129~6129~827/28/20219三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算蝸桿傳動的失效形式：蝸桿傳動的主要問題是摩擦磨損嚴重，這是設(shè)計中要解決的主要問題。蝸輪磨損、系統(tǒng)過熱、蝸桿剛度不足是主要的失效形式。蝸桿傳動的常用材料：√為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。√高速重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬
6、火，或45鋼、40Cr淬火?！痰退僦休p載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)?！涛佪喅Ｓ貌牧嫌校鸿T造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。7/28/202110三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算蝸桿傳動的設(shè)計準則：蝸桿的剛度計算──防止蝸桿剛度不足引起的失效。傳動系統(tǒng)的熱平衡計算──防止過熱引起的失效。蝸輪的齒根彎曲疲勞強度計算蝸輪的齒面接觸疲勞強度計算──防止齒面過度磨損引起的失效。7/28/202111三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算蝸桿傳動強度計算：蝸輪齒面接觸疲勞強度計算：式中：Zρ為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)。K為
7、載荷系數(shù)。其它的符號含義與齒輪傳動部分相同。mm7/28/202112三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算許用接觸應(yīng)力[σH],根據(jù)蝸輪材料的不同，可在下兩表中選取。1、蝸輪材料為灰鑄鐵及鑄鋁鐵青銅時，其許用應(yīng)力直接在下表選取：7/28/202113三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算2、蝸輪材料若為鑄錫青銅，則下表的[σH]’為基本許用接觸應(yīng)力，而：7/28/202114三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載能力計算Zρ的大小，可根據(jù)不同的蝸桿齒廓曲線，由下圖確定：7/28/202115三、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計—普通蝸桿傳動的承載
8、能力計算K=KAKVKβ,其中KA為使用系數(shù)，由下表確定：工作類型ⅠⅡⅢ載荷性質(zhì)
