机械设计基础少学时第4版李秀珍曲玉峰主编第4章蜗杆传动课件教学.pptVIP

PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * 蜗杆传动的设计计算准则 对于闭式蜗杆传动，蜗轮齿圈多用锡青铜制造，其轮齿的主要失效形式为疲劳点蚀，故通常按蜗轮齿面接触疲劳强度进行计算；此外，传动连续工作时，还应进行热平衡计算。 蜗杆轴本身的强度和刚度计算方法与轴相同。 对于开式蜗杆传动，磨损和胶合为其主要失效形式，通常只计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度。 返回本节 蜗轮齿面的接触疲劳强度计算 蜗轮齿面的接触疲劳强度计算与斜齿轮类似，仍以式(3—17)为基础，按蜗杆传动在节点处的啮合条件来计算蜗轮齿面的接触应力，其接触疲劳强度校核式 齿面接触疲劳强度设计式 计算出m2dl值并考虑蜗杆头数z1，由表4-1即可确定模数m和蜗杆分度圆直径d1 返回本节 公式说明 [σ]H是蜗轮材料的许用接触应力(MPa)，见表4-5 d1、d2分别是蜗杆和蜗轮的分度圆直径(mm) T2是作用在蜗轮轴上的转矩(N·mm) K是载荷系数，K=1.1～1.3，当工作载荷变化较大，蜗轮圆周速度较高时取较大值； 齿面接触疲劳强度设计式 齿面接触疲劳强度校核式 表4-1 表4-5 蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算 蜗轮轮齿形状复杂，很难精确确定轮齿的危险截面和实际弯曲应力。但轮齿的抗弯曲能力远大于抗点蚀和抗胶合能力。只有蜗轮采用脆性材料，或传动承受强烈冲击等特殊情况下，或在开式传动中，才计算其弯曲疲劳强度。 其近似校核式和设计式分别为 返回本节 公式说明 公式说明 YFa是齿形系数，按蜗轮当量齿数zv=z2／cos3γ查表4-6； [σ]F是蜗轮的许用齿根应力(MPa)，见表4-7； 设计时导程角γ尚未确定，可根据蜗杆头数作如下估取： 当z1=1时，γ=3° ~ 8° 当z1=2时，γ=8°~16° 当zl=4时，γ=16°~30° 其他参数的取值和计算同前。 表4-7 蜗杆传动的热平衡计算 在单位时间内，蜗杆传动由于摩擦损耗产生的热量为 以自然冷却方式从箱体外壁散发到空气中去的热量为 式中，P1是蜗杆传动的输入功率(kW)；η是蜗杆传动的总效率； 式中，kt是传热系数，kt=10～17W／(m2·℃)，当周围空气流通良好时取大值；A是散热面积(m2)，指内壁能被油飞溅到，外壁与周围空气所接触的箱体表面积；t是箱体内油的工作温度(℃)，一般应小于60～70℃，最高不超过80℃；t0是环境温度，一般取t0=20℃。 下一页 蜗杆传动的热平衡计算（续） 当达到热平衡时，Q1=Q2，这时润滑油的工作温度为 由上式可得保持正常工作油温所需的散热面积为 返回本节 如果油温超过限定温度或箱体散热面积不足时，可以采取相应冷却措施进行冷却，常见的冷却方法有四种 蜗杆传动的冷却方法 1)在箱体外铸出或焊上散热片，以增大散热面积。 2)在蜗杆轴上装置风扇，以增大传热系数(图a)。 3)在油池中装置蛇形冷却水管(图b)。 4)采用压力喷油循环冷却(图c)。 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 1、模数与压力角 2、蜗杆导程角和蜗轮螺旋角 3、蜗杆分度圆直径 4、蜗杆头数与蜗轮齿数：可根据传动比来选取 5、蜗杆传动的传动比 6、蜗杆传动的几何尺寸计算 蜗杆传动的相对滑动速度、效率和润滑 1、蜗杆传动的相对滑动速度 2、蜗杆传动的效率 相对滑动速度vs比v1、v2都大。它对啮合处的润滑情况及磨损、胶合都有很大影响，一般应限制vs≤15m／s。 3、蜗杆传动的润滑 润滑剂通常采用粘度较大的矿物油。润滑油中往往加入各种添加剂，以提高传动的抗胶合能力。 闭式蜗杆传动一般采用油池润滑或喷油润滑，开式蜗杆传动采用粘度较高的齿轮油或润滑脂润滑。 蜗轮常见的结构有整体式和组合式两种。 蜗杆和蜗轮的材料及结构 1、蜗杆和蜗轮的材料 蜗杆常用的材料是碳钢和合金钢 蜗轮的常用材料为青铜。 2、蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆常见的结构是蜗杆轴 蜗杆传动的受力分析和失效形式 闭式蜗杆传动，蜗轮的主要失效形式为疲劳点蚀，故通常按蜗轮齿面接触疲劳强度进行计算；此外，传动连续工作时，还应进行热平衡计算。 开式蜗杆传动，磨损和胶合为其主要失效形式，通常只计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度。 1、蜗轮齿面的接触疲劳强度计算 2、蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算 润滑油的工作温度为 保持正常工作油温所需的散热面积为 3、蜗杆传动的热平衡计算 工作能力计算 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 馋死 机械设计基础 第四章 蜗杆传动 第一节 概述 第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 第三节 蜗杆传动的相对滑动速度、效率和润滑 第四节 蜗杆和蜗轮的材料及结构 第五节 蜗杆传动的受力分析 第六节 蜗杆传动的失效形式和工作能力计算 本讲小结 一、了解蜗杆传动的分类 二、 熟知蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计