1、第12章 蜗 杆 传 动,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.1 蜗杆传动的类型和特点,蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成（如图12-1所示），用于传递空间两交错轴间的运动和动力。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-1 蜗杆传动,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,常用蜗杆传动类型如下：,12.1.1 蜗杆传动的类型,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,1圆柱蜗杆传动,（1）普通圆柱蜗杆传动 阿基米德圆柱蜗杆（ZA型） 渐开线圆柱蜗杆（ZI型） 法向直廓圆柱蜗杆（ZN型） （2）圆弧圆柱蜗杆传动（ZC型）,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图1
2、2-2 阿基米德圆柱蜗杆,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-3 渐开线圆柱蜗杆,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-4 法向直廓圆柱蜗杆,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,2环面蜗杆传动 3锥蜗杆传动,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-5 锥面包络圆柱蜗杆,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-6 圆弧圆柱蜗杆,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-7 环面蜗杆传动,图12-8 锥蜗杆传动,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,与其他传动相比，蜗杆传动有以下特点。 传动比大。一般动力传动中，i=1080；在分度机构或手动机构中，i可达300，若主要是传递
3、运动，i可达1000。 工作平稳。由于蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，故传动平稳，噪音小。,12.1.2 蜗杆传动的特点,精品资料免费下载 好域安机械论坛 , 可以实现自帧。在蜗杆传动中，蜗杆犹如螺杆，蜗杆传动作用力关系也和螺旋传动一样，故蜗杆导程角小于蜗杆副的当量摩擦角时，蜗杆传动就具有自锁性。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 , 效率较低。由于蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度很大，摩擦与磨损严重，故蜗杆传动效率低。一般为=0.70.9，自锁时0.5。因此，在连续工作的闭式传动中，应具有良好的润滑和散热条件。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 , 蜗轮材料较贵。为了减磨和抗胶合，蜗轮材料常选用青铜合
4、金制造，成本较高。 不能实现互换。由于蜗轮是用与其匹配的蜗杆滚刀加工的，因此，仅模数和压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换的。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆传动适用于传动比大、传递功率不大且不作长期连续运转的场合。由于普通圆柱蜗杆容易制造且在各种机械中得到广泛应用，故本章仅讨论普通圆柱蜗杆传动。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数 1模数m和压力角mx1=mt2=mx1=t2=,12.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-9 普通圆柱蜗杆传动的啮合,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,当用滚刀
5、切制蜗轮时，为了减少滚刀的数量，国家标准对每个模数规定了几种蜗杆分度圆直径d1（见表12-1），且d1=mq,2蜗杆分度圆直径d1,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,S=z1px,3蜗杆导程角和蜗轮螺旋角,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-10 蜗杆分度圆上导程角,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,4传动比i、蜗杆头数zl和蜗轮齿数z2,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆传动参数和尺寸计算以中间平面为基准（见图12-9），计算公式见表12-3。蜗杆传动推荐用的系列值及参数匹配见表12-4。,12.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,1
6、蜗杆的结构 2蜗轮的结构,12.2.3 蜗杆、蜗轮的结构,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-11 蜗杆轴,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,表12-5 蜗杆的典型结构,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.3.1 蜗杆传动的相对滑动速度vs蜗杆传动中，在蜗杆与蜗轮齿面间会产生很大的滑动速度vs，由图12-12得,12.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-12 蜗杆传动的滑动速度,图12-13 vs的估值,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆传动的主要失效形式是胶合和磨损。闭式蜗杆传动以胶合为主要失效形式，开式蜗杆传动主要是
7、齿面磨损。对闭式蜗杆传动，一般按齿面接触强度计算，并进行热平衡校核，只有当z80或蜗轮负变位时，才进行蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核；对于开式蜗杆传动，只需进行齿根弯曲疲劳强度计算。,12.3.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,根据蜗杆传动的失效特点，蜗杆副材料不但应具有足够的强度，而且还应具有良好的减磨性和抗胶合性。实践证明，较理想的蜗杆副材料是磨削淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮。,12.3.3 蜗杆和蜗轮的材料选择,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆常用材料为碳钢或合金钢。高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金结构钢（如20Cr、20CrMn、20CrNi和20C
8、rMnTi等）经渗碳淬火，表面硬度可达HRC5063；中速中载传动，蜗杆常用优质碳素钢或合金结构钢（如45、40Cr、35CrMo和42SiMn等）经表面淬火，表面硬度达到HRC4555；低速、不重要的传动，可采用45号钢调质处理，硬度达到HBS255270。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,常用蜗轮材料有铸造锡青铜、铸造铝铁青铜及灰铸铁等。锡青铜的抗胶合和耐磨性能最好，但价格较贵，用于vs5m/s的重要传动；铝铁青铜具有足够的强度，并耐冲击，价格便宜，但胶合及耐磨性能不如锡青铜，一般用于vs5m/s的传动中；灰铸铁用于vs2m/s的不重要场合。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,1许用
9、接触应力H锡青铜的许用接触应力按下式计算,12.3.4 蜗杆材料的许用应力,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-14 滑动速度影响系数Zvs,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-15 寿命系数ZN、YN,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,2许用弯曲应力F,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮传动受力分析相似，在不计算摩擦力的情况下，作用在轮齿上的法向力Fn可分解为空间3个互相垂直的分力：圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fx。,12.4 蜗杆传动的受力分析,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,图12-16 蜗杆传动的受力分析,精品资料免费下载 好域
10、安机械论坛 ,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 1验算公式,12.5 蜗杆传动的强度计算,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,2设计公式,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,1验算公式,12.5.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,2设计公式,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.6.1 蜗杆传动的效率闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合时的摩擦损耗、轴承摩擦损耗和搅油损耗，故蜗杆传动的总效率为=123,12.6 蜗杆传动的效率及热平衡计算,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,蜗杆传动效率主要取决于1，一般1随的
11、增大而提高，但28后，1提高已不明显，而且大导程角的蜗杆制造困难，所以实用为 27。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,热平衡，是指蜗杆传动单位时间内由摩擦产生的热量H1应小于（或等于）同时间内由箱体表面散发的热量H2，即H1H2，从而保证箱体内油温稳定在规定范围。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,12.7.1 蜗杆传动的润滑蜗杆传动一般采用油润滑，常用润滑油牌号为N220、N320、N460或N680号蜗轮油。为提高抗胶合和磨损的能力，蜗杆传动通常选用粘度较大的润滑油。润滑油粘度及润滑方法见表12-11。,12.7 蜗杆传动的安装与维护,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,采用浸油润滑时，若蜗杆圆周速度较低（v15m/s），应将蜗杆下置见图12-17(a)，浸油深度为蜗杆的1个齿高，且油面不超过蜗杆滚动轴承下方滚动体的中心。采用蜗杆上置蜗杆带油润滑效果较好，但箱中油易渗漏。当v15m/s时，蜗杆搅油阻力太大，此时应采用上置蜗杆见图12-17(b)，浸油深度可达蜗轮半径的1/3。,精品资料免费下载 好域安机械论坛 ,
