机械设计第十一章(2).ppt

* §11-4 圆弧圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆（ZC蜗杆)传动是一种新型的蜗杆传动。实践证明，该蜗杆传动比普通圆柱蜗杆传动的承载能力大，传动效率高、寿命长。因此圆弧圆柱蜗杆传动有逐渐代替普通圆柱蜗杆传动的趋势。 （一）概述 1.圆弧圆柱蜗杆传动特点 传动比范围大，可实现1:100的大传动比传动 蜗杆与蜗轮的齿廓呈凸凹啮合，接触线与相对滑动速度方向间夹角大，有利于润滑油膜的形成 当蜗杆主动时，啮合效率可达95%以上，比普通圆柱蜗杆传动的啮合效率提高10%～20% 传动的中心距难以调整，对中心距误差的敏感性较强 2.圆弧圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 齿形角α0依据啮合分析，推荐选取齿形角α0=23°±2°。 变位系数x2一般推荐x2=0.5～1.5。代替普通圆柱蜗杆传动时，一般选x2=0.5～1。当传动的转速较高时，应尽量选取较大的变位系数，取 x2=1～1.5。此外，当z12时，取 x2=0.7～1.2；z1≤2时，取x2=1～1.5 齿廓圆弧半径ρ ρ按 计算。实际应用中，推荐ρ=(5～5.5)m(m为模数)。当z1=1或2时，取ρ=5m；z1=3时，ρ=5.3m；z1=4时，ρ=5.3m。 3.圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸计算(表11-9) 　　　　 　　　　 　　　　　　　 c=0.2m 　　 c 顶隙 　　　　　　　 h=2.2m 　　 h　 齿全高 　　　　　　　 hf=1.2m 　　 hf 齿根高 　　　　　　　 ha=m 　　 ha 齿顶高 　L=ρcosα0+0.5s=ρcosα0+0.2πm 　　 L 齿廓圆弧中心到蜗杆齿对称线的距离 　　　　　　 l=ρsinα0+0.5qm 　　 l 齿廓圆弧中心到蜗杆轴线的距离 　　　　　　 ρ=(5~5.5)m 　　 ρ 齿廓圆弧半径 　　　　　　　 pa=πm 　　 pa 蜗杆轴间齿距 　　　　　　　 e=0.6πm 　　 e 蜗杆齿间宽 　ｍ为模数，下同 　　　　　　　 s=0.4πm 　　 s 蜗杆齿厚 常用α0=23° α0 齿型角 备　　注 计　　算　　公　　式 符　　号 名　　　　称 　　　　 　　　　 　　　　 sn=scosγ 　　 sn 蜗杆法面齿厚 　　　　 mn=mcosγ 　　 mn 法面模数 　　　　 γ=arctg(z1/q) 　　 γ 蜗杆分度圆柱螺旋升角 　　 sf 蜗杆齿根厚度 　　 sa 蜗杆齿顶厚度 （二）圆弧圆柱蜗杆传动强度计算 图11-20是按磨削的淬火钢蜗杆与锡青铜蜗轮制定的，在其它情况下，可传递的功率P1，随增减而增减。 在进行计算前，应具备的已知条件为输入功率P1，输入轴的转速n1，传动比i（或输出轴的转速n2）以及载荷的变化规律等。 圆弧圆柱蜗杆传动的受力情况与普通圆柱蜗杆传动相同，主要对蜗轮进行强度计算。 根据功率P1、转速n1和传动比i，按图11-20可以初步确定蜗杆传动的中心距a，参考11-10可确定该传动中蜗杆与蜗轮的主要几何参数，基本几何尺寸的计算关系式见11-11。 P1/KW n1/(r/min) i=10 P1=53KW n1=1000r/min a/mm 200 1.校核蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数 蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数SH 式中：σH—蜗轮齿面接触应力，单位为MPa；　　　σHlim—蜗轮齿面接触疲劳极限，单位为MPa； 　　　SHlim—最小安全系数，见表11-12； 2.0 1.8 1.6 1.2 SHmin 8 7 6 5 精度等级GB10089-88 ≤5 ≤7.5 ≤10 10 蜗杆的圆周速度（m/s） 最小安全系数SHmin 蜗杆齿面接触应力 式中: Ft2—蜗轮分度圆上的圆周力，单位为N；　　 Zm—系数， ；　　 bm2—蜗轮平均齿宽，bm2≈0.45(d1+6m)，单位为mm；　　 Yz—蜗杆齿的齿形系数，见表11-13； 0.570 0.575 0.576 0.580 0.583 0.590 0.600 0.618 0.638 0.666 0.695 Yz 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 tgγ 蜗杆齿的齿形系数Yz 蜗轮齿面接触疲劳极限 式中: K0—蜗轮与蜗杆的配对材料系数，见下表11-14；　　　　 fh—寿命系数，见表11-15， 其中Lh是设计时所要求的以小时为单位的工作寿命；　　 　fn—速度系数，当转速不变时，见表11-16；　　　 fw—载荷系数，当载荷平稳时，fw =l。 蜗轮与蜗杆的配对材料系数K0(MPa) 1.67 铜锌合金 11.76 珠光体铸铁 2.45 铜铝