孔06第六章蜗杆传动

蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
对中速中载的传动，蜗杆材料可用优质碳素钢 或合金结构钢，如45、45Cr等，经表面淬火， 表面硬度HRC45～55，也需磨削。
对于低速或不重要的传动可用45钢经调质处 理，表面硬度HBS＜270。
本章目录
第一节 蜗杆传动的类型、特点及应用 第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 第三节 蜗杆传动的失效形式、计算准则 第四节 圆柱蜗杆传动的受力分析和计算载荷 第五节圆柱蜗杆传动的强度计算 第六节 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
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第一节 蜗杆传动的类型、特点及应用
一、蜗杆传动的类型
107 N
一蜗轮齿面 接触疲劳强
度计算
N 60 jn2Lh
寿命系数
蜗轮材料的基本许用接触应力 表6-7
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圆柱蜗杆传动的强度计算
二 蜗轮 齿根弯 曲疲劳 强度计
算
F
1.53KT2 cos
d1d2m
YFa2
[ F ] N / mm
齿形系数表6-8按
m2d1
1.53KT2 cos z2[ F ]
YFa2
9
当量齿数查
mm3
[ F ] [ F ]'YN [ F ]'
106 N
蜗轮材料的基本 许用弯曲应力表
6-9
寿命系数
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三、蜗杆轴的刚度计算
y Ft12 Fr21 L'3 [ y] 48EI
y——蜗杆轴的最大挠度。 Ft1——蜗杆所受的圆周力。 Fr1——蜗杆所受的径向力。 E——蜗杆材料的弹性模量。 I ——蜗杆危险截面的惯性矩。I=df14/64，df1——蜗杆齿根圆直径。 L’——蜗杆两端支承间的跨距。
Fca
KFn L
L min L'
L' L"
c os
N / mm
H ZE
4.82KFt 2 d1d 2
[ H ]
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圆柱蜗杆传动的强度计算
H 496
KT2 d1m2 z22
[ H ]
m2d1
KT2
496
z2[ H
]
mm
8
[ H ] [ H ]' Z N [ H ]'
阿基米德蜗杆
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延伸渐开线蜗杆
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渐开线蜗杆
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二、蜗杆传动的特点和应用
二、蜗杆传动的特点 1、实现大传动比； 2、传动平稳、噪声低； 3、可实现自锁； 4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。
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应用
汽车吊车
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机床分度
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三、蜗杆传动的精度
圆柱蜗杆传动的精度主要由传 动功率、使用条件、蜗轮的圆 周速度决定。可查表6-1。
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第二节 圆柱蜗杆传动的主要参数和 几何尺寸计算
一 圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择
1、 模 数 和 齿 形 角
px1 pt2 p mx1 mt2 m
灰铸铁如HT200、HT150，用于低速轻载传动中 ，且效率要求不高时。
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第四节 圆柱蜗杆传动的受力分析
一、受力分析
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fn
Fa1
cosn cos
2T2 d2 cosn cos
蜗杆上圆周力与其啮合点速 度方向相反；蜗轮上的圆周 力与其啮合点运动方向相同； 径向力指向各自的轮心。
1
z2
30~36 28~80 27~62 29~80
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圆柱蜗杆传动的主要参数
7. 蜗杆传动的中心距
a
1 2
(d1
d2
)
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二、蜗杆传动的变位
正变位
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a/ a x
m
负变位
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第三节 蜗杆传动的失效形式、计
算准则及常用材料
一 蜗杆传动的主要失效形式及计算准则
初步计算时可取L’ ≈0.9d2 d2——蜗轮分度圆直径。
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2、蜗轮材料
铸锡青铜，如ZCuSn10Pb1、 ZCuSn5Pb5Zn5，其抗胶合、减摩及耐磨性能都 较好，但价格较贵，因此用于滑动速度较高（v ≥3m/s）的重要传动。
铸铝青铜如ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2， 其抗胶合及耐磨性能不如锡青铜，但具有足够的 强度、耐冲击且价格便宜，一般用于滑动速度较 低（v≤ 2m/s）的传动。
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受力分析
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二 蜗杆传动的计算载荷
Fnc
KFn
KFt 2
cos1n cos
N
K KAK Kv
动载系数
齿向载荷分布系数
使用系数
载荷系数
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第五节 圆柱蜗杆传动的强度计算
一蜗轮齿面 接触疲劳强
度计算
H KFn / L Z E
x1 t2
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圆柱蜗杆传动的主要参数
2、蜗杆分度圆直 径
3.蜗杆头数
q d1 m
蜗杆头数一般取Z1=1、2、4。对于传动比大 或要求自锁的蜗杆传动，常取Z1=1 ，但传动 效率较低。在传递功率较大时，为提高传动 效率可采用多头蜗杆，取Z1=2或4，但此时 的加工难度增加。
主
要
断齿
失
磨损
效
点蚀
形 式
胶合
设计准则
开式传动：主要保证蜗轮齿根弯曲疲劳强度 闭式传动：主要保证蜗轮齿面接触疲劳强度及
传动的热平衡。
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断齿
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磨损
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严重磨损
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点蚀
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二、蜗杆材料
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圆柱蜗杆传动的主要参数
4、蜗杆分度圆柱上的导程角
tan Z1 pa1 Z1m Z1
d1
dq
5、蜗杆传动的传动比 i n1 z2 n2 z1
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圆柱蜗杆传动的主要参数
6 .蜗轮齿数
i=z2/z1
Z1
5~6
6
7~20
4
13.5~31
2
29~80
按蜗杆形状分
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
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圆柱蜗杆传动
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环面蜗杆传动
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锥蜗杆传动
应用
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蜗杆传动的类型
蜗杆加工
按刀具加工位置分
阿基米德蜗杆 延伸渐开线蜗杆 渐开线蜗杆
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