机械设计基础之蜗杆传动.ppt

第六十二页，共六十七页。 第六十三页，共六十七页。 6.3蜗杆传动的滑动速度、效率、自锁和润滑 滑动速度 润滑 效率与自锁 自锁条件： 效率预估（也可以查表）：设计时，需要预估 啮合效率 查表：蜗杆传动设计时，可根据蜗杆头数估取 Z1 1(自锁)， 1（非自锁）， 2， 4， 6 效率 0.4， 0.7， 0.8， 0.9， 0.95 方一： 方二： 第三十页，共六十七页。 6.3蜗杆传动的滑动速度、效率、自锁和润滑 滑动速度 变应力作用下的 失效特征 效率与自锁 润滑 目的：1）提高效率； 2）降低温升，减少接触压力、减少磨损和防胶合 1、根据滑动速度选取润滑油黏性和牌号——表16-9 蜗杆下置式传动直接选取。如上置，则黏性提高30-50%。 2、给油方法 3、润滑油量 蜗杆上置时浸油深度 1）油浴润滑；（考虑油量） 2）压力喷油润滑 （考虑压力）1.5～2.5bar 蜗杆下置时浸油深度 压力喷油润滑的喷油量根据中心距估计，压力1.5-2.5bar （参见书中表格） （1个齿高） 润滑三个方面：润滑油黏度、供油方式、以及油量 第三十一页，共六十七页。 蜗杆下置式传动直接选取。如上置，则黏性提高30-50%。 第三十二页，共六十七页。 6.4受力分析、失效形式与计算准则 变应力作用下的 失效特征 受力分析 失效形式 计算准则 蜗杆上的力分量： 法向力Fn1：轴向力Fa1+径向力Fr1 +圆周力Ft1 摩擦力Fm1 蜗轮上的力分量： 法向力Fn2：轴向力Fa2 +径向力Fr2 +圆周力Ft2 摩擦力Fm2 Fm=0 左、右手定则（杆主动） Fa1方向： T2=T1ih3 受力方式与斜齿圆柱齿轮传递方式相似 端面压力角 第三十三页，共六十七页。 根据蜗轮判断蜗杆的转向即可判断速度方向 第三十四页，共六十七页。 力的方向 蜗杆传动的受力 Fa1 Ft2 Fr2 Fr2 Ft1 Fa2 一对啮合的蜗杆与蜗轮旋向相同 第三十五页，共六十七页。 6.4受力分析、失效形式与计算准则 变应力作用下的 失效特征 受力分析 失效形式 计算准则 计算载荷： K=KAKVKb 载荷系数 ； KA-工况系数（使用系数），同齿轮传动,查表16－14 KV-动载系数，比齿轮传动小，涡轮vs3m/s时，KV＝1，否则KV＝1.1~1.3 Kb齿向载荷分布系数。载荷平稳时=1；载荷不平稳时1.3~1.6。 第三十六页，共六十七页。 6.4受力分析、失效形式与计算准则 受力分析 计算准则 失效形式 失效形式 齿面点蚀 齿面胶合 轮齿折断 齿面磨损 相对滑动速度大、摩擦磨损严重，所以主要失效形式时齿面磨损和齿面胶合； 闭式主要失效 开式主要失效 材料：强度大，具有良好的磨合与耐磨性 第三十七页，共六十七页。 6.4受力分析、失效形式与计算准则 受力分析 变应力作用下的 失效特征 失效形式 计算准则 计算准则： 齿面接触强度计算代替齿面胶合强度设计； 齿根弯曲强度代替齿面磨损强度校核； 热平衡计算 开式蜗杆传动，只计算齿根弯曲强度，无需接触强度和热平衡计算； 一般地，接触强度和弯曲强度均针对蜗轮计算； 蜗杆轴刚性和强度计算。 闭 式 第三十八页，共六十七页。 6.5材料、许用应力和制造精度 材料 ：强度、减磨、耐磨、抗胶合、易跑合 蜗杆的材料常用钢或合金钢，硬齿面提高承载能力。 涡轮材料通常采用青铜或铸铁。 锡青铜——耐磨，抗胶合、易跑合、价格高，易点蚀 重要高速≥5m/s 铝铁青铜—强度高，耐磨、易胶合 一般低速 ≤6m/s 铸铁——受齿面胶合的限制， 许用接触应力 锡青铜[sH]2=(0.75~0.9)sB2(107/NeH2)1/8, 当量循环次数，NeH225x107, NeH2=25x107 铝铁青铜[sH]2=300—25Vs，（胶合） 灰铸铁[sH]2=210—35Vs ，（胶合） 不重要传动 ≤2m/s 蜗杆 高速重载 低速中载 中碳钢+调质 低碳合金钢+渗碳淬火 中碳钢或中碳合金钢+表面淬火 材料配对：铝铁青铜—淬火钢、硬齿面 蜗轮 许用接触应力 第三十九页，共六十七页。 第四十页，共六十七页。 抗弯强度 拉伸强度 第四十一页，共六十七页。 6.5材料、许用应力和制造精度