机械设计蜗杆传动设计.ppt

************************************************************************************************2.蜗轮的材料选择强度足够减摩性好（fV↓）：fV钢-青铜＜fV钢-铸铁＜fV钢-钢对材料要求常用材料锡青铜ZCuSn10P1等——耐磨性最好，但价格较高用于高速或重要传动铝铁青铜ZcuAl10Fe3——耐磨性较好，但价格便宜，用于中速，较重要传动灰铸铁(HTl50或HT200)—用于低速轻载VS＞4m／s选锡青铜作蜗轮的齿圈VS＞2～4m／s选铝铁青铜VS≤2m／s选灰铸铁选择方法:初估滑动速度VS=（0.02～0.03）青铜蜗轮第29页,共59页，星期六，2024年，5月三、受力分析法面内：径向力(1)力的分解切面内：圆周力轴向力第30页,共59页，星期六，2024年，5月(2)力的关系第31页,共59页，星期六，2024年，5月n1n2Fa2Ft2Fr2Fa1Ft1Fr1圆周力径向力蜗杆上与转向相反蜗轮上与转向相同和指向各自的轮心轴向力：左旋蜗杆用左手法则右旋蜗杆用右手法则蜗杆上用左右手法则判定(3)力的方向第32页,共59页，星期六，2024年，5月§6-4普通圆柱蜗杆传动的设计计算由于蜗杆材料是钢而蜗轮材料为青铜等和结构上的原因，在一般情况下，失效多发生在蜗轮上。蜗轮轮齿因为一般模数较大，很少发生齿根疲劳断裂，所以闭式传动，仅按齿面接触强度计算；开式传动，仅计算齿根弯曲强度。一、齿面接触疲劳强度条件蜗轮与蜗杆啮合处的齿面接触应力，与齿轮传动相似，利用赫芝应力公式，考虑蜗杆和蜗轮齿廓特点，可得齿面接触疲劳强度条件条件。由弹性系数铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆组合时而Ｌ为接触线长度因为传动平稳Ｋ＝ＫＡ第33页,共59页，星期六，2024年，5月d2df2da2最小接触线长度取平均值ξ＝0.75,εα＝2.2,２θ＝100°代入得综合曲率半径ρΣ由于蜗杆齿形在中间平面为齿条ρ1=∞，取sinαn≈sinαcosγ将γ的平均值代入后ξ接触线长度变化系数εα端面重合度２θ蜗轮齿宽角第34页,共59页，星期六，2024年，5月将各结果代入基本公式弹性系数铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆组合时校核式：设计式：使用系数,同齿轮式中为许用应力，分两种情况：１、蜗轮材料强度极限σb小于300的青铜，主要失效为疲劳点蚀许用应力为：寿命系数第35页,共59页，星期六，2024年，5月第36页,共59页，星期六，2024年，5月２、蜗轮材料强度极限σb大于300的青铜，主要失效为胶合许用应力大小与应力作用次数无关，按下表：第37页,共59页，星期六，2024年，5月二、蜗杆的刚度校核蜗杆受力后，会产生弹性变形，过大的弹性变形会造成蜗杆齿面受力不均，需校核弯曲刚度式中［y］为最大许用挠度［y］＝d１／1000为蜗杆两端支承间的跨距，初步设计时取为蜗杆危险截面的惯性矩第38页,共59页，星期六，2024年，5月§6-6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算一.蜗杆传动的效率效率搅油损耗效率轴承效率轮齿啮合效率η＝η１η２η３由于蜗杆传动的效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会因油温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，对闭式蜗杆传动要进行热平衡计算，以保证油温能稳定在规定的范围内。蜗杆主动时最主要的参数查表第39页,共59页，星期六，2024年，5月ρv根据相对滑动按上表查出第40页,共59页，星期六，2024年，5月导程角是影响蜗杆传动啮合效率最主要的参数之一，从图可见，ηl随增大而提高，但到一定值后即下降。当28°后，ηl随的变化就比较缓慢，而大导程角的蜗杆制造比较困难，所以一般选取28°。由于轴承摩擦及浸入油中零件搅油所损耗的功率不大，一般η2η