923-蜗杆传动的失效形式和计算4.4 蜗杆传动的材料和结构4.5 蜗杆.ppt

§4.1 蜗杆传动的类型和特点 §4.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §4.3 蜗杆传动的失效形式和计算 §4.4 蜗杆传动的材料和结构 §4.5 蜗杆传动的强度计算 §4.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §4.7 普通圆柱蜗杆传动的精度等级 §4.8 常用各类齿轮传动的选择 第4章 蜗杆传动 4.1 蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动和动力,一般两轴交角为90° 蜗杆主动、蜗轮从动 蜗杆 蜗轮 一、蜗杆传动的类型 圆柱蜗杆传动 圆弧面蜗杆传动 锥面蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 二、蜗杆传动的特点 1. 蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。 2. 传动平稳、噪声小。 3. 可制成具有自锁性的蜗杆。 4. 蜗杆传动的主要缺点是效率较低。 5. 涡轮的造价较高。 通常在滚齿机上用蜗轮滚刀或飞刀加工成形 4.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 参数和尺寸均在中间平面内确定 一、蜗杆传动的主要参数及其选择 1. 蜗杆的头数z1 就是蜗杆螺旋线的数目，一般取1、2、4 　　较少的蜗杆头数可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。 2. 蜗轮的齿数z2 通常取z2 = 28~80 3. 传动比i 4. 模数m和压力角α 　　蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即：　 　 ma1= mt2 = m 　　　　　　 aa1 = at2 = 20° 正确啮合条件 5. 蜗杆螺旋线升角（导程角）λ 导程： 蜗杆螺旋线有左、右旋之分，一般为右旋。 通常λ=3.5°~27° 6. 蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数。 7. 中心距 几何尺寸 4.3 蜗杆传动的失效形式和计算准则 一、蜗杆传动的失效形式 1. 齿面间相对滑动速度v； 2. 齿轮的失效形式； 失效常发生于蜗轮的轮齿上 主要失效形式为：胶合、磨损、齿面点蚀 二、 蜗杆传动的计算准则 1. 对于闭式涡轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度。 2. 对于开式涡轮传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数Z2 大于90 时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。 3. 由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效率低，对闭式蜗杆传动还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。 一、蜗杆传动的材料 1. 为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有色金属（铜合金、铝合金）。 2. 高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。 3. 低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。 4. 蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。 4.4 蜗杆传动的材料和结构 二、蜗杆、涡轮的结构 1. 蜗杆的结构 蜗杆常和轴做成一个整体。 ★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 4.5 蜗杆传动的强度计算 一、蜗杆传动的受力分析 　　蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载荷Ft、轴向载荷Fa。 蜗杆传动受力方向判断 蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。 蜗杆传动受力方向判断 蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。 径向力 =径向力 蜗杆传动受力方向判断 蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。 径向力 =径向力 周向力 =轴向力 蜗杆传动受力方向判断 蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。 径向力 =径向力 周向力 =轴向力 周向力 =轴向力 蜗杆传动受力方向判断 蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。 从动轮转向 径向力 =径向力 周向力 =轴向力 周向力 =轴向力 二、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 蜗轮齿面接触疲劳强度的校核公式为 ： 适用于钢制蜗杆对青铜或