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第七章蜗杆传动 7.1蜗杆传动的类型和特点 7.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 7.3蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料 和结构 7.4蜗杆传动的强度计算 7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 7.1 蜗杆传动的类型和特点 7.1.1蜗杆传动的特点 1. 传动比大，结构紧凑。 2. 传动平稳，噪声小。 3. 有自锁性。 4. 传动效率低。 5. 蜗轮造价较高。 7.1.2 蜗杆传动的类型 7.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 2．模数m和压力角α 4.中心距 7.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则、材料和结构 2.轮齿的失效形式和设计准则 （2）设计准则 闭式蜗杆传动 ：按齿面接触疲劳强度设 计，并校核齿根弯曲疲劳强度，为避免胶合失效必须作热平衡计算； 开式蜗杆传动： 按齿根弯曲疲劳强度设计。 闭式蜗杆传动: 载荷平稳无冲击时，蜗轮轮齿因弯曲强度不足而失效的情况多发生于齿数z2 80~100， 若齿数少于以 上数值，弯曲强度校核可不考虑。 7.3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 蜗轮材料可参考相对滑动速度vs选择。 7.3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 作业 7.4 蜗杆传动的强度计算 1. 力的方向 2. 各力的大小可按下式计算： 7.4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算 7.4.3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 2.闭式蜗杆传动的总效率η 7.5.2 蜗杆传动的润滑 [例7-1] 小结 作业 蜗杆： 蜗轮： 圆周力Ft1 与蜗杆转向相反； 径向力Fr1 指向蜗杆中心; 轴向力Fa1的方向由 左、右手定则确定。 用右手四指指向蜗 杆转向，拇指所指 方向就是轴向力Fa1 的方向。 Ft1与Fa2、Fa1与Ft2、 Fr1与Fr2 为作用力 与反作用力。 Ft1与Fa2、Fa1与Ft2、 Fr1与Fr2等值反向。 （7-6） （7-7） （7-8） （7-9） T1、T2分别为作用在蜗杆和蜗轮上的转矩， η为蜗杆传动的总效率。 K—载荷系数K=1～1.5,当载荷平稳相对滑动 速度较小时vS 3m/s取较小值，反之较大值， 严重冲击时取K=1.5。 [σH]— 蜗轮材料的许用接触应力（MPa）。 当蜗轮材料为锡青铜 （σb300MPa） 时， 其主要失效形式为疲劳点蚀,[σH]=ZN [σ0H]。 [σ0H]为蜗轮材料的基本许用接触应力,如表 7-4所示。 1. 校核公式 （7-10） 2. 设计公式 （7-11） ZN为寿命系数， N为应力循环次数， N=60n2Lh，n2为蜗轮转速(r/min) 。 Lh为工作寿命（h）。N25×107时应取 N=25×107；N2.6×105时应取N=2.6×105。 蜗轮的材料为铝青铜或铸铁（σb300MPa） 时，蜗轮的主要失效形式为胶合， 许用应力 与应力循环次数无关其值如表7-5所示。 1. 校核公式： （7-12） 2. 设计公式为： （7-13） YF2为蜗轮的齿形系数，按蜗轮的实有齿数 Z2查表7-6。 [σF]— 蜗轮材料的许用弯曲应力， [σF]=YN [σ0F] 。[σ0F]为蜗轮材料 的基本许用弯曲应力，如表7-7所示。 YN为寿命系数 ，N=60n2Lh。 当N25×107时，取N=25×107，当N105时， 取N=105。 7.5.1蜗杆传动的效率 1.啮合效率η1是总效率的主要部分，蜗杆为 主动件时，可按螺旋传动公式求出： γ— 蜗杆的螺旋升角（导程角）； ρv— 当量摩擦角，ρv=arctan fv 如表7-8所示。 （7-14） 啮合效率η1、搅油效率η2、轴承效率η3， 通常取η2?η3＝0.95～0.97, 故有： （7-15） 3.初步计算时η近似取值 闭式传动： z1 1 2 4 6 η 0.7～0.75 0.75～0.82 0.82～0.92 0.86~0.95 开式传动：z1＝1、2 ；η＝0.60～0.70。 1.润滑油选择 闭式蜗杆传动的润滑油粘度和润滑 方法可 参考表7-9选择。开式传动则采用粘度较高 的齿轮油或润滑脂进行润滑。 2.闭式蜗杆传动油池润滑 VS≤5m/s时常采用蜗杆下置式，浸油深度约 为一个齿高，但油面不得超过蜗杆轴承的最 低滚动体中心，如图7-12（a