第9章蜗杆传动选读.ppt

2. 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 由于蜗轮的齿形比较复杂，通常把蜗轮近似作为斜齿圆柱齿轮进行条件性计算。蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核公式 (９-１２) 设计公式 （９-１３） 式中：YF——蜗轮齿形系数，是考虑轮齿的几何形状对齿根弯曲应力的影响而引入的系数。可按当量齿数 。 ［σ］F——蜗轮材料的许用弯曲应力(MPa)，见表9-5、表9-6。计算出m2d1后，可由表9-1选取对应的模数和分度圆直径。 其他符号的意义和单位同前。 表9-7 蜗轮齿形系数 3. 蜗杆轴的刚度验算 蜗杆通常为细长轴，过大的弯曲变形将导致啮合区域接触不良，因此当蜗杆轴的支承跨距较大时，应根据刚度计算准则校核其刚度。 9.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 9.5.1 蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动的总效率通常包括三部分：考虑轮齿啮合齿面间摩擦损失时的效率；考虑轴承摩擦损失时的效率和考虑浸入油池中的零件搅动润滑油及飞溅损失时的效率。其中主要是考虑轮齿齿面摩擦损失的效率，其大小可近似地用螺旋传动的效率公式计算。后两项功率损失不大，其效率一般为0.95～0.97， 因此当蜗杆主动时， 蜗杆传动的总效率为 （９-１４） 式中：γ——蜗杆导程角；  ρV——当量摩擦角，ρV =arctanfV，fV为当量摩擦系数，其值可根据滑动速度vs由表9-8查取。 表9-8 蜗杆传动的当量摩擦系数和当量摩擦角 表9-9 蜗杆传动总效率 9.5.2 蜗杆传动的润滑 表9-10 蜗杆传动的润滑油粘度及润滑方法 9.5.3 热平衡计算 由于蜗杆传动齿面间相对滑动速度大，所以发热量大，如果不及时散热，会引起润滑不良而产生胶合。因此，对连续工作的闭式蜗杆传动应进行热平衡计算， 以限制工作温度不超许用值。  设蜗杆传动在单位时间内损失的功率变成的热量为Q1，同时间由箱体表面散出的热量为Q2， 则热平衡条件为 Q1=Q2 因为 Q1=1000P1（1-η），Q2=SKS(t-t0) 所以热平衡时的油温t为 (9-15) 式中：KS——箱体表面散热系数，KS=10～18 W／(m2·℃)， 通风良好时取大值；  S——散热面积(m2)，指内壁被油浸溅到且外壁与流通空气接触的箱体外表面积。对于箱体上的散热片，其散热面积按50％计算； t0——环境温度，通常取t0=20℃。 当t＞75～85℃时，可采取下列措施降温： （1） 增加散热面积。 箱体上铸出或焊上散热片。  (2) 提高散热系数。在蜗杆轴端安装风扇强迫通风，如图9-9（a）所示。  （3）加冷却装置。 在箱体油池内装蛇形冷却水管(如图9-9（b）)，或用循环油冷却(如图9-9（c）)。 * 第9章 蜗杆传动 第9章 蜗杆传动 9.1 蜗杆传动概述 9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 9.3 蜗杆传动的失效形式、 设计准则和材料选择 9.4 蜗杆传动的强度计算 9.5 蜗杆传动的效率、 润滑和热平衡计算 9.6 蜗杆和蜗轮的结构 习 题 9.1 蜗杆传动概述 图9-1 蜗杆传动 9.1.1 蜗杆传动的特点及应用 蜗杆传动的主要优点是能得到很大的传动比、结构紧凑， 其在分度机构中的传动比i可达1000，在动力传动中传动比i＝10～80。由于蜗杆传动属于啮合传动，蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮逐渐进入和退出啮合，且同时啮合的齿数对较多，故传动平稳、噪声低；在一定条件下， 该机构可以自锁。  蜗杆传动的主要缺点是效率低，当蜗杆主动时，效率一般为0.7～0.8； 具有自锁时，效率仅为0.4左右。由于齿面相对滑移速度大，易磨损和发热，不适于传递大功率；为减小磨损， 蜗轮齿圈常用铜合金制造，故其成本较高；蜗杆传动对制造安装误差比较敏感， 对中心距尺寸精度要求较高。  综上所述， 蜗杆传动常用于传递功率在50 kW以下， 滑动速度在15 m/s以下的机械设备中。 9.1.2 蜗杆传动的类型 图9-2 蜗杆传动的类型 (a) 圆柱蜗杆传动； (b) 环面蜗杆传动； (c) 锥蜗杆传动 圆柱蜗杆由于其制造简单，因此有着广泛的应用。环面蜗杆传动润滑状态良好，传动效率高，制造较复杂，主要用于大功率传动。  按普通圆柱蜗杆螺旋面的形状可分为阿基米德（ZA）蜗杆（普通蜗杆）、渐开线(ZI)蜗杆、法向直齿廓(ZN)蜗杆（延伸渐开线蜗杆）和圆锥包络（ZK）