第10章 蜗杆.ppt

10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 一、蜗杆涡轮齿面间的相对滑动 vs V1=πd1n1/(60×1000) 滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热以及传动效率等都有很大影响。 1、失效形式：.蜗杆传动的失效形式和齿轮传动类似，有齿面胶合、疲劳点蚀、磨损、轮齿折断等。 一般地，蜗轮的强度较弱，所以失效总是在蜗轮上发生，又因蜗轮和蜗杆间的相对滑动较大，比齿轮传动更容易产生胶合和磨粒磨损。因而蜗轮轮齿的材料通常比蜗杆材料软得多，发生胶合时蜗轮表面的金属会粘到蜗杆螺旋面上。 二、蜗杆传动的失效形式和计算准则 蜗轮轮齿的磨损比齿轮传动严重得多，这是由于啮合处的相对滑动较大所致。在开式传动和润滑油不清洁的闭式传动中，磨损尤其明显。在蜗杆传动中，点蚀通常只出现在蜗轮轮齿上。 2、计算准则 1）闭式蜗杆传动计算接触疲劳强度及计算热平衡。 2）开式蜗杆传动计算齿根弯曲疲劳强度。 三、蜗杆蜗轮的常用材料 对材料的基本要求： 要有足够的强度、良好的耐磨性和磨合性，考虑到蜗杆传动难于保证高的接触精度，滑动速度又较大，以及蜗杆变形等因素，蜗杆和蜗轮材料不能都用硬材料制造，通常蜗轮用减摩性良好的软材料来制造。 1.蜗杆材料 蜗杆材料一般为碳钢和合金钢。 1.高速重载、载荷变化较大的蜗杆，常用15Cr、20Cr、 20CrMnTi等材料，经表面淬火处理，其表面硬度可达56～63HRC；齿面需磨削处理。 2.高速重载、载荷变化较小的蜗杆，常用40Cr、42SiMn、40CrNi等材料，经表面淬火硬度可达45～55HRC，齿面需磨削处理。 3.一般用途的蜗杆材料用40或45钢，经调质处理，硬度为220～300HB或表面淬火，硬度为40～45HRC。 2.蜗轮材料 蜗轮常用的材料有：铸锡青铜、铸铝青铜和灰铸铁、球墨铸铁等。 1.铸锡青铜，如ZCuSn10Pb1减摩性好，抗胶合能力强，易于切削加工，但价格昂贵适用于滑动速度在12～26 m/s 范围内和持续运转的工况。 2.低锡青铜，如ZCuSn5Pb5Zn5，适用于滑动速度小于12m/s的 工况。 3.铝铁青铜，如ZCuAL10Fe3，抗胶合能力较差，但强度较高， 适用于滑动速度小于4m/s的工况。 4.灰铸铁和球墨铸铁：适用于滑动速度小于2m/s的工况。 1.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，称为蜗杆轴。下面是两个常见的蜗杆结构。 齿根圆直径小于轴径，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。 齿根圆直径大于轴径，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工。 四、蜗杆和蜗轮的结构 * 第十章 蜗杆传动 1.普通圆柱蜗杆传动的类型、特点及应用； 2.普通圆柱蜗杆传动的主要参数几何计算 3.蜗杆传动的失效、材料选择和结构 4.蜗杆传动的强度计算 5.蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 1.普通圆柱蜗杆传动的主要参数几何计算 2.蜗杆传动的失效、材料选择和结构 3.蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 本章主要教学内容 本章教学重点 10.1 蜗杆传动的特点和类型 一、概述 蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的,在绝大多数情况下，两轴在空间是相互垂直的，轴交错角为90度。 一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。多用于减速，也可用于增速。 蜗杆传动最大传动功率可达750kw ，通常用在50kw以下；最高滑动速度可达35m/s 。 蜗杆传动具有螺旋机构的某些特点，蜗轮相当于螺母，蜗杆相当于螺杆，有右旋、左旋及单头、多头之分，多用右旋蜗杆。 蜗杆 蜗轮 1 ）传动比大，结构紧凑； 1. 蜗杆传动的特点： 2 ）具有自锁性； 3 ）传动平稳，无噪声。 4 ）机械效率低； 5 ）蜗杆轴向力较大，轴承磨损大。 优点 缺点 2. 蜗杆传动的应用 两轴交错、传动比较大，传递功率不太大或间歇工作的场合。 一般可达10～80 分度机构可达1000 二、蜗杆传动的类型 按蜗杆螺旋线旋向：分为左旋和右旋，一般采用右旋。两者原理相同，计算方法也相同，只是作用力的方向不同（径向力除外）。 单头：主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动 必须采用单头。 多头：主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。 按蜗杆 头数不 同分类 普 通 圆 柱 蜗 杆 传 动 环面蜗 杆传动 锥蜗 杆传 动 同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高； 同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大 (10~360) ；承载能力和效率较高；可节约有色金属。 阿基米德蜗杆（ZA型） 其螺旋面的形成与螺纹的形成相同。通常在无需磨削加工的情况下广泛采用，需要时要采用特制截面形状的砂轮。