機械設計蝸桿傳動(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 γ 1 β 1 青島科技大學專用 潘存云教授研制 6. 傳動比 i 和齒數(shù)比 u 傳動比 : z1 z2 = n2 n1 i = 若想得到大 i , 可取： z1=1， 但傳動效率低 。 對于大功率傳動 , 可取： z1=2， 或 4。 蝸輪齒數(shù)： z2= i z1 為避免根切： z2≥ 26 一般情況： z2≤ 80 z2過大 → → 蝸桿長度 ↑ → 剛度、嚙合精度 ↓ 結(jié)構(gòu)尺寸 ↑ = u 齒數(shù)比 7. 蝸輪齒數(shù) z2 表 112 蝸桿頭數(shù) z1與蝸輪齒數(shù) z2的推薦值 傳動比 i ≈ 5 7~15 14~30 29~82 蝸桿頭數(shù) z1 6 4 2 1 蝸輪齒數(shù) z2 29~31 29~61 29~61 29~82 a =(d1 +d1 )/2 8. 蝸桿傳動的標準中心距 = m(q+ z1) /2 青島科技大學專用 潘存云教授研制 二 、 圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算 由蝸桿傳動的功用 ， 以及給定的傳動比 i , → z1 → z2 →計算求得 m、 d1 →計算幾何尺寸 表 113 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 名 稱 計 算 公 式 蝸桿中圓直徑，蝸輪分度圓直徑 齒頂高 齒根高 頂圓直徑 根圓直徑 蝸桿軸向齒距、蝸輪端面齒距 徑向間隙 中心距 蝸 桿 蝸 輪 d1 =mq d2=mz2 ha=m ha=m df = df = da1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m() df2=m() pa1=pt2= px=π m c= m a=(d1 + d2) m=(q+z2) 青島科技大學專用 潘存云教授研制 一、 蝸桿傳動的失效形式及材料選擇 主要 失效形式： 膠合、點蝕、磨損。 材料 蝸輪齒圈采用青銅： 減摩、耐磨性、抗膠合。 蝸桿采用碳素鋼與合金鋼： 表面光潔、硬度高。 材料牌號選擇： 高速重載蝸桿： 20Cr,20CrMnTi(滲碳淬火 56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火 45~55HRC) 一般蝸桿： 40 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 (硬度為 220~250HBS) 蝸輪材料： vS 12 m/s時 → ZCuSn10P1錫青銅制造。 vS 12 m/s時 → ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅 vS ≤6 m/s時 → ZCuAl10Fe3鋁青銅。 vS 2 m/s時 → 球墨鑄鐵、灰鑄鐵。 167。 114 普通蝸桿傳動的承載能力計算 蝸桿傳動的特點是齒面相對滑動速度大，導致發(fā)熱嚴重和磨損加劇。 二、蝸桿傳動的常用材料 青島科技大學專用 潘存云教授研制 三、蝸桿傳動的設計準則 * 蝸桿的剛度計算 * 蝸輪的齒根彎曲疲勞強度計算 * 蝸輪的齒面接觸疲勞強度計算 為了防止齒面過度磨損引起的失效，應進行： * 傳動系統(tǒng)的熱平衡計算 為了防止蝸桿剛度不足引起的失效，應進行： 為了防止過熱引起的失效，就要進行： 青島科技大學專用 潘存云教授研制 四、 圓柱蝸桿傳動的受力分析 Ft2 Fr2 Fa2 Ft1 Fr1 Fa1 ω 2 法向力可分解為三個分力： 圓周力： Ft 軸向力： Fa 徑向力： Fr 且有如下關(guān)系： Ft1 = Fa2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Ft2 =2T1 / d1 =2T2 / d2 = Ft2 tgα 式中： T1 、 T1分別為作用在蝸桿與蝸輪上的扭矩。 T2= T1 i η ω 2 α 青島科技大學專用 潘存云教授研制 ω 1 1 p 2 1 2 p 由相對運動原理可知 : v2 = v1 + vS 齒面間滑動速度 vS = v1 / cos γ vS = v2 2+ v1 2 作速度向量圖，得 : v2 = v1 tgγ 蝸輪的轉(zhuǎn)向 : v2 ω 2 ω 2 CW 蝸輪轉(zhuǎn)向的確定 vS t t γ v1 v2 γ 青島科技大學專用 潘存云教授研制 ω 1 ω 1 1 2 p 1 2 p 右旋蝸桿： 伸出左手 ， 四指順蝸桿轉(zhuǎn)向 ， 則蝸輪的 切向速 度 vp2的方向與拇指指向相同 。 用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向 ： 左旋蝸桿： 用右手判斷 ， 方法一樣 。 ω 2 ω 2 v2 v2 蝸輪的轉(zhuǎn)向 因蝸輪蝸桿相當于螺旋副的運動，有一種實用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法： a r1 r2 青島科技大學專用 潘存云教授研制 蝸桿傳動受力方向的判定 1 2 p Ft2 Fa1 Fr1 Fr2 ω 2 2)蝸輪切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向一致，且 Ft2=Fa1 ； 4)蝸輪蝸桿所受徑向力垂直于各自的軸線， 且 Ft1=Fa2 ； ； 3)蝸桿切向力指向與其轉(zhuǎn)動方向相反，且 Ft1=Fa2 ； 1)蝸桿所受扭矩 T1與轉(zhuǎn)動方向 ω 1一致； T1 T1 ω 1 ω 1 Ft1 Ft1 Fa2 Fa2 青島科技大學專用