第13章 蜗杆传动课件.ppt

教材中公式（13.21） （13.22） （13.23）为推荐公式、经验公式、条件公式，不一定严格遵循，否则约束太多，可能无法设计。 13.6.3 蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算（P272） 　蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度取决于轮齿模数的大小，由于轮齿齿形比较复杂，且在平行于中间平面的不同平面上的齿厚也不同，距离中间平面越远，齿越厚。因此蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度难于精确计算，只好进行条件性的简化计算－按斜齿圆柱齿轮来计算，但其强度比斜齿的高约４0％。校核计算公式如下： ［σF］= σF lim/[sF] 　([sF] 取1.4） 式中　 σF lim －－蜗轮齿根弯曲疲劳极限，见P260表13.2；b2－－蜗轮宽度，b2 ≈2m[0.5+sqrt(q+1)]; d2－－蜗轮分度圆直径， d2 ＝mZ2　 13.7 蜗杆轴的刚度计算（挠度计算）（P272） 　　当蜗杆轴的啮合部位受力后，将使轴产生挠曲。挠曲量过大势必影响啮合状况，从而造成局部偏载甚至导致干涉。 　　蜗杆轴的挠曲主要是由圆周力Ft1和径向力Fr1造成的，轴向力Fa1可以忽略不计。 　　假设轴两端为自由支承，则由于Ft1和Fr1的作用，在轴的啮合部位所引起的挠曲量分别为： 　　　　δt1=Ft1l3/(48EI), δr1 =Fr1l3/(48EI) 两者合成，得蜗杆轴的最大挠曲量应满足下列条件： 　　　　δ=sqrt(δ2t1+ δ2r1 )≤[δ] 式中　　I－－蜗杆轴中间截面的惯性矩，I=πd41/64;　l－－两支承间的距离，初步计算时可取l＝0.9d2； [δ]－－许用最大挠度，淬火蜗杆取0.004m，调质蜗杆取0.01m, m为模数。 计算目的：防止弹性变形过大而造成蜗杆蜗轮不能正确啮合，加剧齿面磨损。 普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡3 13.8 蜗杆传动的热平衡（P272-P273） 　　由于传动效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。 如果产生的热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润 滑状态，从而导致系统进一步恶化。 单位时间内，系统因摩擦功耗产生的热量为： 单位时间内，箱壁靠自然冷却散去的热量为： 在热平衡条件下可得： 可用于系统热平衡验算，一般t1≤80℃ 可用于结构设计 αw－箱体表面的散热系数，可取ad ＝(12~18)W/(m2?℃)； A －箱体的可散热面积(m2),指箱体外表能被空气冷却,而内壁又能被油飞溅到的外壁面积； t1－润滑油的工作温度(℃)；　　　t0－环境温度(通常取20℃)。 说明： 1）有散热肋的箱体，则散热肋以及联接用凸缘的外表面面积均按５0％计算； 3）若蜗杆上置，则飞溅冷却作用较差，故表面传热系数αw应乘以０.8； 2）散热肋布置良好的固定式蜗杆减速器，则散热面积按下式估算： 　　　　　　　Ａ＝9×10-5a1.88 m2 　　　式中：a为传动中心距，mm 普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡4 蜗杆传动的散热措施 当自然冷却的热平衡温度过高时，可采用以下措施： 1. 加散热片以增大散热面积或在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通。 普通蜗杆传动的效率润滑与热平衡5 2. 加冷却管路或散热器冷却。 传动箱内装循环冷却管路 传动箱外装循环冷却器 教材中有设计例题 习题册P197[例13.7] * * * 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计1 13.2.3　圆柱蜗杆和蜗轮的结构 一、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(蜗杆根圆直径df1与轴径d的比值df1/d ≥1.7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。 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计2 二、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 过盈联接+骑缝螺钉。防高温下… (如d2100mm) 13.3　普通蜗杆传动的基本参数 基本参数包括模数m、齿形角α、蜗杆直径系数q、蜗杆导程角γ、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2以及蜗杆蜗轮的中心距a等。 和齿轮传动一样，蜗杆传动的几何尺寸也以模数为主要计算依据。为了实现正确啮合，蜗杆的轴向齿距px1和齿形角αx1应分别与蜗轮的端面齿距pt2和齿形角αt2相等，即： px1 =pt2 且αx1= αt2，并且γ= β 普通蜗杆传动的参数与尺寸1 13.3.2模数m 13.3.3 压力角（齿形角）a 　　蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮