第5章蜗杆传动选读.ppt

第5章 蜗杆传动 本章结束 6.蜗杆和蜗轮主要几何尺寸计算 （1）蜗杆 蜗杆分度圆直径 蜗杆齿顶圆直径 蜗杆齿根圆直径 蜗杆导程角 蜗杆轴向齿距 （2）蜗轮 蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 该结构满足热平衡。 7.热平衡计算 传动尺寸未确定之前，蜗杆传动的总效率η按表5.11近似选取η =0.8； 蜗杆轴上装风扇，取箱体的表面散热系αd=25 取箱体内的许用油温[t0]=65℃；取周围空气的温度tα=20℃。 由式（5.24），得工作条件下的油温t0为 滑动速度VS 2 1 o2 n1 n2 n1 V1 ―蜗杆分度圆的圆周速度 d1―蜗杆分度圆直径 n1―蜗杆的转速 V2 1 V2 VS V1 2.设计准则 闭式传动 ① 按接触疲劳强度设计 ② 按弯曲疲劳强度校核 ③ 热平衡计算 开式传动 仅按弯曲强度进行设计，不作接触强度校核。 注意：胶合不属于疲劳破坏 5.3.2 材料的选取 对材料的要求： 足够的强度 良好的磨合、耐磨性能 闭式传动 当载荷平稳无冲击时，蜗轮轮齿因弯曲哟度不足而失效的情况多发生于齿数Z280～100时，所以在齿数少时，可不考虑弯曲强度问题。 * 传动系统的热平衡计算 为了防止过热引起的失效，就要进行： ※ 对重要传动，蜗杆材料须经淬火处理； ※ 对不太重要的低速中载蜗杆，一般选中碳钢作调质处理即可 蜗轮常用材料： ① 铸造锡青铜:ZCuSn10P1等（VS≥3m/s） ② 铸造铝铁青铜:ZCuAl10Fe3等，（VS≤3m/s） ③ 灰铸铁：HT150、HT200等，（VS＜2m/s） 蜗轮材料的选取依据两个因素 传动的重要程度 滑动速度VS 高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr、42SiMn、45 (表面淬火45~55HRC) 蜗杆常用材料： 中碳钢：40钢、45钢等； 合金钢：15Cr、20Cr、40Cr 等 Ft2 Fr2 Fa2 Ft1 Fr1 Fa1 ω2 法向力可分解为三个分力： 圆周力：Ft 轴向力：Fa 径向力：Fr 且有如下关系： Ft1 = Fa2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Ft2 =2T1 / d1 =2T2 / d2 = Ft2 tgα 式中：T1 、T1分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。 T2= T1 i η ω2 α 5.4.1 蜗杆传动的受力分析 5.4 蜗杆传动的强度计算 Fa1 Fa2 Ft1 Ft1 Fa1 Ft2 Fr2 n1 n2 n1 Fr1 Fr1 Fn 式中：T1、T2作用在蜗杆和蜗轮上的转矩。N.mm 蜗杆传动的计算载荷为： K— 载荷系数 KA—使用情况系数查表5.4 Kβ—齿向载荷分布系数。当载荷平稳时Kβ=1；当载荷变动较大时 Kβ=1.3~1.6。 KV —动载荷系数。当蜗轮节点速度V23m/s时， KV =1~1.1; V23m/s时, KV =1.1~1.2。 受力分析应注意以下几点： 1）各力之间关系 2）主、从动轮圆周力与其自身转向间的关系； 3）除圆周力Ft1（ Fa2）的计算依据主动轮1的载荷参数T1外，其余各力的计算均依据从动轮2的载荷参数T2（Ft2）。 6）主动轮转向、旋向、轴向力三者关系符合左右手定则。 5）相互啮合的蜗轮蜗杆旋向一致； 4） 例 下列各图中，蜗杆为主动件。标出各轮的转向、旋向、受力方向。 o2 o2 Fa1 Ft2 Fr2 Fr1 Ft1 Fa2 蜗轮蜗杆均为右旋 蜗轮蜗杆均为左旋 Ft2 Fa1 Fr2 Fr1 n1 n2 Ft1 Fa2 n2 n2 注意：受力分析中易出错的地方为: 1）主动轮圆周力与转向间的关系； 2）左右手定则仅适用于主动轮； 3）蜗轮蜗杆同旋向。 n1 o2 左旋 练习 1. 已知蜗杆主动，判断各轮转向、旋向和轴向力方向。 2. 假设T1、 η12、m、Z1、Z2 及蜗杆直径系数q均为已知。写出蜗轮2所受各力的表达式。 用手势确定蜗轮的转向： 右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度vp2的方向与拇指指向相同。 左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。 ω1 ω1 1 2 p 1 2 p ω2 ω2 v2 v2 Ft2 Fa1 Ft2 Fa1 ω1 ω1 蜗杆传动受力方向的判定 1 2 p Ft2 Fa1 Fr1 Fr2 ω2 2)蜗轮圆周力指向与其转动方向一致，且 Ft2=-Fa1 ； 4)蜗轮蜗杆所受径向力垂直于各自的轴线， 且 Ft1=-Fa2 。 3)蜗杆圆周力指向与其转动方向相反，且 Ft1=-Fa2 ； 1)蜗杆所受扭矩T1与转动方向ω1一致； T1 T1 Ft1 Ft1 Fa2 Fa2 齿面接触强度校核公式： 由上