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第十二章 蜗杆传动 §12—2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸 §12—3 蜗杆传动的失效形式、材料、受力分析和结构 §12—5 圆柱蜗杆传动的强度计算 §12—6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 * * §12—1 蜗杆传动的类型及特点 一、组成：蜗杆、蜗轮和机架组成，用于传递交错轴之间的回转 运动和动力，是常用的减速机构。 三、蜗杆传动的类型 二、蜗杆传动的特点 1、传动比大 2、连续啮合，传动平稳 3、具有自锁性 4、效率较低 左旋蜗杆和右旋蜗杆 1、按蜗杆形式分类 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 2 按刀具加工位置分 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆） 蜗杆加工 蜗轮加工 一、主要参数及其选择 主平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗　　 　　　　轮轴的平面（也叫中间面） 1、模数m和压力角α 中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合 它们正确啮合条件是：蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮端面模数和端面压力角 在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导程角γ应等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角β。且两者的旋向必须相同．即 γ =β ma1= mt2 αa1=αt2 2、蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 齿厚与齿槽宽相等的圆柱称为蜗杆分度圆柱(或称为中圆柱)。蜗杆分度圆(或称为蜗杆中圆)直径以d1表示，蜗轮分度圆直径以d2表示。 4、蜗杆的导程角γ 如图（蜗杆螺旋线的几何关系） 3、蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2 单头蜗杆的传动比大，易自锁，但效率低，不宜用于传递功率较大的场合，对反行程有自锁要求时α取Z1=1，需要传递大功率时，Z1取2或4，但如此加工困难； Z2若过大，蜗轮尺寸大，蜗杆轴支撑间距离大，蜗杆刚度差，影响蜗轮与蜗杆的啮合。 不产生根切的最少齿数Ｚ２＝２６ 5、传动比 i 6、标准中心距 a 7、蜗杆传动的滑动速度 V1 ——蜗杆节点圆周速度 V2——蜗轮节点圆周速度 蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs 二、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗轮喉圆直径da2、蜗轮顶圆直径de2，蜗轮齿宽B，蜗轮齿宽角，蜗杆齿宽b1等 设计蜗杆传动时，一般是先根据传动的功用和传动比的要求．选择蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2，然后再按强度计算确定模数m和蜗杆分度圆直径d1(或q)，上述参数确定后，即可根据表12—3计算出蜗杆、蜗轮的几何尺寸(两轴交错角为90°、标准传动) 较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损和胶合 2、如润滑条件良好 , 有助于形成润滑油膜，减少摩擦、磨损，提高传动效率 一、失效形式，设计准则及常用材料 齿面胶合 过度磨损 闭式传动设计： 按齿面接触疲劳强度设计 校核齿根弯曲疲劳强度 计算热平衡 蜗杆刚度 蜗轮 常用材料 蜗杆： 40、45、40Cr 蜗轮： 铸造锡青铜， 铸造铝铁青铜 要求：1）足够的强度 2）良好的减摩、耐磨性 3）良好的抗胶合性 齿面点蚀 二、蜗杆传动的受力分析 力的大小 圆周力 轴向力 径向力 Ft——主动轮与转向相反，从动轮与转向相同 力的方向和蜗轮转向的判别 Fr——指向各自的轴线 Fa1——蜗杆左右手螺旋法则 轴向力 径向力 圆周力 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向 三、蜗轮的结构设计 1、蜗杆——一般与轴成一体 2、蜗轮 轮齿部分——青铜 轮毂部分——钢 齿圈式 螺栓联接式 整体浇铸式 拼铸式 1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 按主平面内斜齿轮与齿条啮合进行强度计算 校核公式 ZE——材料的弹性系数 ZP——接触系数 （1）当蜗轮材料 , 许用应力 查表10-6 （2）若蜗轮材料 ,许用应力与循环次数有关 —基本许用接触应力，表10-7 —接触强度寿命系数 设计公式 定m , q（表10-2） 2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 主平面内相当于齿条与斜齿轮啮合 YFa2 —— 蜗轮齿形系数 当量齿数，图10-15 ——蜗轮基本许用应力，表10-8 设计公式 （表10-2）定m、d1 3、蜗杆的刚度计算 计算模型： 简支梁 集中载荷： 蜗杆最大挠度： 4、普通圆柱蜗杆传动精度等级及其选择 高 → 低