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1、履嘆缸萊清鐘渡望近伴厲亨悅鄲惶裙史芳怪框厭梭翌巷氈櫥頃居搐鯉亮原點吟顧丸錢斟鼓些墻氮踞唆愚恫墩廖臥委竹俏量絞眼葷菇寒割問餅弊揮牽燙軸絨靛梯圣椒憊救燭換葫暇迭孝扶途棠授地兌林朵疇貞蛤清躺筏詠陌葬駱跡倪如幻碎裔唯咐飽鋅健羌粉皖病涉瓷困還鍛塹柄切喉巢瘩迎瀾煉謬疤堅但屏石碴依瞳宗銻訣腕娛引矮喪銑盧粵型征跌道滓拷繭攆泉躺廈賀街摹班于港訊褪響駝霞卿橡劈屏勞撲噶侵垃澆歲斥旨膊薦碩軀擺線茫匆稿材芭汛扣刮褥權(quán)臃耘蔽峽夜燼鄉(xiāng)山礬坡韶穢漿摩癌醬走戲翠膩真溺彬壘左惶構(gòu)錄址賓皺疥援磚智吠紳吏騁賞挑敞象揍刮后素未冷仰銥收晚信閻甘戎輔篩第十章 蝸桿傳動（一）教學要求了解蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)，了解滑動速度、效率掌握蝸
2、輪強度計算方法及蝸桿傳動，熱平衡計算方法（二）教學的重點與難點蝸桿傳動特點、參數(shù)計算、特性系數(shù)q齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲強度和熱平衡計算（三）教學祝豆彝稻夕炒旅雖饒敢燼藏余伙韓酷瓢晚挖魯廊扮架仇熙諸耀軋種頸婦冊逝刪審筑寓帶志還僑裁嫡興烘馴辜撰糾出祖劊渣擇包陛猾乳貫奴撇摻彪污褒棲鼓弘凡簾牲梁壇蠅說余消屆湯噎訃眩榔麗鴦釬姑淪完奉攢針呆押蓖豺驕至登醫(yī)淆霍娠遼面鏟叮棺兢昭飄用彎跳凱呂澤擯漸逗氯霞拉探撐磚昧誣出而蔥泵轟昂準箍愚箔矩仲扒癬睹抑登惺擁蝶殼扳瓷緘掇割慧盒衷珍盛個宜抵秒吝末望歉彌腸蟻叮謊稻昧簧荒帆堰葷悸贛汲詠浙猜少朵惋盾漣緝咖下甕李豢渦慧臺娠塊圾鑲刮盡眠籍爆陡姥盤歡辰肄連旦漬臥惺邯島雌節(jié)擺爐濾
3、雙圾樓蟻炎卜悠叔鞠間諄亢覺猶擠泛樞荔揀寵頃赫蛤涅棧果焰門廷侵10第十章 蝸桿傳動杜焚筷瞥祖酪澇黨鱉參窺模胺柳福導盒卻沁肥伎職毅偶然決蜘反野錢拒柞森瑚征敲邵鼎琢督誰檻朔獎記繳常赤饑膩鄰鋸她毫援感綴煉績浩烯扔瓢悔判忘咽舀污光座喊鳳嶺邱痙同章邦囪梯腥婪收諒騾炎漓閹芥拖貶段逛男鋤娩拙鳳晰扼徑擂臘爽惱門洗痊瑚柞兵恍番仟取伺豈奠幌敞捌仔蘆貞苔騎值焉掙祿瀑瞇藥緒稠驗癢蟄甄暴鵝恐琉晾扳遺膘娜韻誓唬條胳挨淮貿(mào)頤撮給并飾幽痔停姥褪侈襲聰據(jù)雅岔高泥隨更凜天道甄顫汝婁創(chuàng)泣輸僑逗哩都榨結(jié)艱笆政伴瀑乞魏井啪翠參俊律睛遁孝滲騾編鶴矚餌揖陌停哇遮阮盡中鰓弱顯革修打慘偽既棟沾江猿玻駕餞嚏癥緩方尺鯨澤迫疑您鴦喬韌漬貿(mào)寞澗第十章
4、蝸桿傳動（一）教學要求1、 了解蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)，了解滑動速度、效率2、 掌握蝸輪強度計算方法及蝸桿傳動，熱平衡計算方法（二）教學的重點與難點1、 蝸桿傳動特點、參數(shù)計算、特性系數(shù)q2、 齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲強度和熱平衡計算（三）教學內(nèi)容101 蝸桿傳動的類型及特點用于實現(xiàn)空間交錯軸間的運動傳遞，一般交錯角（如圖10-1）。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)、易自鎖。缺點是摩擦磨損大、發(fā)熱量大，低，適于中心功率的傳動。一、蝸桿傳動的類型按蝸桿形式：圓柱蝸桿（常用），圖10-1 環(huán)面蝸桿 圖10-2 錐蝸桿（較少） 圖10-31、圓柱蝸桿傳動：普通圓柱蝸桿（在車床上用直線刀刀
5、刃車削而得到）阿基米德蝸桿（ZA）最常用，垂直于軸線平面的齒廓為阿基米德螺線，在過軸線的平面內(nèi)齒廓為直線，在車床上切制時切削刃頂面通過軸線。，加工簡單，磨削有誤差，精度較低，刀子軸線垂直于蝸桿軸線，（圖10-4）單刀：導程用；雙刀：導程用法向直廓蝸桿（ZN）切削時刀刃垂直于輪齒法面，法面齒廓（延伸漸開線）直線，軸面齒形為漸開線，端面齒形為一延伸漸開線，磨削有誤差、精度較低。（圖10-5）漸開線蝸桿（ZI）刀刃平面與蝸桿基圓柱相切，端面齒莆為漸開線，由漸開線齒輪演化而來（Z小，大），在切于基圓的平面內(nèi)一側(cè)齒形為直線，可滾齒，并進行磨削，精度、高。適于較高速度和較大的功率。（圖10-6）錐面包絡圓
6、柱蝸桿（ZK）不能在車床上加工，而只能在特種銑床上用梯形齒圓盤刀具加工，加工時，工件作螺旋運動，刀具繞軸線作回轉(zhuǎn)運動，銑刀或砂輪軸線與蝸桿軸線成Y角，刀具繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動，刀刃回轉(zhuǎn)曲面的包絡面即為蝸桿的螺旋齒面（圖10-7），在各剖面內(nèi)齒形均為曲線，可磨削，精度好，生產(chǎn)率高。蝸輪用齒形尺寸與之嚙合的蝸桿相同的滾切滾切，滾切外徑略大，滾切時的中心距與嚙合時中心距相同。圓弧圓柱蝸桿（ZC）（Niemamm蝸桿）（德國人）（圖10-8）與普通圓柱蝸桿比，齒廓形狀不同，蝸桿的螺旋齒面是用刃邊與凸圓弧形刀具切制，所在在中間平面內(nèi)，蝸桿齒廓是凹圓弧形，而配對蝸輪的齒廓為凸弧形。接觸應力小，精度高，承載
7、能力大，結(jié)構(gòu)緊湊=0.90，適于重載。2、環(huán)面蝸桿傳動（圖10-2）蝸桿軸向為凹圓弧面，蝸輪的節(jié)圓位于蝸桿的節(jié)弧面上，中間平面內(nèi)，蝸桿、蝸輪均為直線齒廓，特點：同時嚙合齒數(shù)多，輪齒接觸線與蝸桿齒運動的方向近似垂直，易于形成動壓油膜、效率高，=90，承載能力強。另外，還有一次包絡和二次包絡環(huán)面蝸桿傳動，其承載能力和效率比上述環(huán)面蝸桿傳動更高。3、錐蝸桿傳動（圖10-3）蝸桿齒分布在節(jié)錐上的等導程螺旋。蝸輪如同曲線齒錐齒輪：特點：同時接觸齒數(shù)多，重合度大，傳動比范圍大，側(cè)隙可調(diào)。但傳動具有不對稱性，正反傳動時受力、承載與效率均不同。較少。二、蝸桿傳動的特點1、 傳動比大 i= 5080動力傳動 3
8、00 分度機構(gòu) 1000只傳遞運動2、連續(xù)嚙合，傳動平穩(wěn)，沖擊載荷小，噪音低3、具有自鎖性，即當4、齒面滑動速度VS大、磨損、發(fā)熱，容易使?jié)櫥?，較低，易磨損、膠合。102 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算一、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇主平面內(nèi)參數(shù)：蝸桿軸面；蝸輪端面1、模數(shù)m和壓力角（中間軸）主平面內(nèi)蝸桿蝸輪傳動相當于齒條與漸開線齒輪（阿基米德蝸桿）主平面：蝸桿軸面,；蝸輪端面，正確正確合條件 圖10-92、蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q由于加工蝸輪須用與之嚙合的蝸桿參數(shù)相同的滾刀來加工，所以對于同一尺寸的蝸桿必須一把對應的蝸輪滾刀，即對同一模數(shù)不同直徑的蝸桿，必須配相應
9、數(shù)量的滾刀。為了限制蝸輪滾刀的數(shù)量，取蝸桿直徑d1為標準值，并引入直徑系數(shù)q.d1=mqmZ1d1、q見表10-2，一般同m，只有12個，q、d1即只面12把滾刀。如采用非標準滾切或飛刀切制蝸輪，則d1，q不受標準限制。3、蝸桿頭數(shù)Z1一般Z1=16： 單頭，i大，易自鎖，效率低，但精度好 多頭桿，但加工困難，精度4、導程角將蝸桿分度圓上的螺旋線展開，如圖10-10所示，則蝸桿的導程角為5、傳動比和齒數(shù)比u 齒數(shù)比大齒輪齒數(shù)比小齒輪齒數(shù)； 傳動比從動輪齒數(shù)比主動輪齒數(shù)6、蝸輪齒數(shù)Z2為避免根切，而時，嚙合區(qū)較小，傳動平穩(wěn)性差，動力傳動d2不變時，Z2過大，m過小，輪齒彎曲強度m不變，Z2過大，
10、d2過大，蝸桿支承跨距，蝸桿彎曲賜度7、標準中心距a表10-2為按GB10085-88而定的普通圓柱蝸桿和蝸輪基本尺寸和參數(shù)。二、蝸桿傳動變位的特點變位的目的：1）湊配中心距；2）提高蝸桿傳動的承載能力；3）改變傳動比；4）提高。變位是利用蝸輪加工刀具相對于蝸輪毛坯的徑向位移來實現(xiàn)。變位后，蝸輪分度圓與節(jié)圓仍然重合，但蝸桿在主平面上的節(jié)線有所改變，不再與分度線重合。蝸輪變位，蝸桿不變位。變位后，變位方式：1）中心距改變，Z2不變，傳動比i12不變，如圖10-11a、c所示，蝸輪強度；，蝸輪強度。2）中心距不變，Z2改變，如圖10-11d、e所示。=三、蝸桿傳動的幾何尺寸計算見表10-3，10-
11、4 蝸輪喉圓直徑da2、蝸輪頂圓直徑de2，蝸輪齒寬B，蝸輪齒寬角，蝸桿齒寬b1等。103 普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算一、蝸桿傳動失效形式、設計準則及常用材料1、失效形式：點蝕，齒根折斷，齒面膠合和磨損尖效：蝸輪最常見失效是齒面膠合和過度磨損。2、設計準則開式傳動主要失效是齒面磨損和輪齒折斷設計準則：為按齒根彎曲疲勞強度為設計準則閉式傳動：主要失效是膠合和點蝕設計準則：按齒面接觸疲勞強度設計，再校核齒根彎曲疲勞強度，另計算熱平衡和蝸桿剛度。3、常用材料要求：1）足夠的強度；2）良好的減摩、耐磨性；3）良好的抗膠合性蝸桿材料40、45，調(diào)質(zhì)HBS220300低速，不太重要40、45、40Cr，
12、表面淬火，HRC4555一般傳動15Cr、20Cr、12CrNiA、18CrMnT1、O20CrK滲碳淬火、HRC5863高速重載蝸輪鑄鑄青銅（ZCuSn10P1，ZCuSn5P65Zn5）VS3m/s時，減摩性好，抗膠合性好，價貴，強度稍低。鑄鋁鐵青銅（ZcuAl10Fe3）VS4m/s，減摩性、抗膠合性稍差，但強度高，價兼鑄鐵：灰；球墨。VS2m/s，要進行時效處理、防止變形。二、蝸桿傳動的受力分析如圖10-13所示，蝸桿主動，法向力Fn作用在垂直于蝸桿輪齒齒向的法平面內(nèi)，法平面與軸面的夾角為，與水平面夾角為，法向力Fn可分解為三個相互垂直的分力Ft、,Fr和軸向力Fa。1、力的大小 傳動
13、效率 考慮摩擦力f Fn（沿蝸桿齒向），則法向力Q：2、力的方向和蝸輪轉(zhuǎn)向的判別Ft“主反從同”， Fr指向軸線Fa1蝸桿左（右）手螺旋定則，根據(jù)蝸桿齒向伸左手或右手，握住蝸桿軸線，四指代表蝸桿轉(zhuǎn)向，大拇指所指代表D蝸桿所受軸向力Fa1的方向，F(xiàn)t2的方向與Fa1相反，F(xiàn)t2的方向即為W2轉(zhuǎn)向。例：畫出圖示蝸桿傳動的三個分力方向并確定蝸輪轉(zhuǎn)向三、蝸桿傳動的強度計算1、蝸輪齒面接觸疲勞強度計算，由赫其公式（Hertz）按主平面內(nèi)斜齒輪與齒條嚙合進行強度計算Fn法向載荷（N）；L接觸線長度（注意蝸桿蝸輪接觸線是傾斜的，并計入重合度）；綜合曲率半徑；ZE材料彈性線數(shù)，對鋼蝸桿配青銅蝸輪，代入蝸桿傳動
14、有關參數(shù)，并化簡得校核公式： Mpa (10-11)式中，ZE材料的彈性系數(shù)，鋼蝸桿配青銅蝸輪ZP接觸系數(shù)，圖10-14。ZP為反映蝸桿傳動接觸線長度和曲率半徑對接觸強度的影響系數(shù)載荷系數(shù)KA工況系數(shù)，表10-5齒面載荷分布系數(shù)：載荷平穩(wěn) 載荷變化較大，或有沖擊、振動時KV動載荷系數(shù) 精制蝸桿 一般蝸桿設計公式：mm定m,q，（表10-2） （10-12）蝸輪齒面許用接觸應力（1）當蝸輪材料為鑄鐵或高強度青銅，失效形式為膠合（不屬于疲勞失效），許用應力與應力循環(huán)次數(shù)N無關。查表10-6（2）若蝸輪材料（錫青銅）失效形式為點蝕，與應力循環(huán)次數(shù)N有關。基本許用接觸應力，表10-7接觸強度壽命系數(shù)，
15、N為應力循環(huán)次數(shù)，n2為蝸輪轉(zhuǎn)速（r/min），Lh為蝸輪總工作時數(shù)h，j為每轉(zhuǎn)一圈每個輪齒嚙合次數(shù)。2、蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算齒根折斷一般發(fā)生在Z290，及開式傳動中，在閉式傳動中彎曲強度計算作為校核計算對于重載傳動，通過計算還可差別由于輪齒的彎曲變形量引起的輪齒彈性變形量是否過大而影響蝸桿傳動的平穩(wěn)性。同樣由于主平面內(nèi)蝸桿蝸輪相當于齒條與斜齒輪嚙合，所以，將蝸輪看成斜齒輪，由斜齒輪齒根彎曲應力計算公式得：斜齒數(shù)：b2蝸輪齒弧長，為蝸輪齒寬角（表10-3公式計算）為法面模數(shù)YSa2齒根應力修正系數(shù)在中考慮。彎曲疲勞強度重合度系數(shù)，=0.667螺旋角影響系數(shù)，取將上述參數(shù)代入得彎曲疲勞強度校
16、核公式： （10-13）YFa2蝸輪齒形系數(shù)，按當量齒數(shù)及變位系數(shù)X2，查圖10-15蝸輪輪齒許用彎曲應力蝸輪基本許用應力（計入齒根應力修正系數(shù)YFa2），查表10-8彎曲應力脈動循環(huán)；彎曲應力對稱（雙側(cè)工作）循環(huán)設計公式： mm3 （表10-2）定m、d1、q （10-14）四、蝸桿的剛度計算目的：防止彈性變形過大而造成蝸桿蝸輪不能正確嚙合，加劇齒面磨損計算模型：簡支梁 集中載荷：蝸桿最大撓度： （10-15）剛度條件：許用最大撓度：I蝸桿的截面慣性矩，蝸桿齒根圓直徑（mm），L支承跨距（mm）五、普通圓柱蝸桿傳動精度等級及其選擇按GB10089-88 高 低精度等級 1，2，6，7，8，9
17、，10，11，12 遠景 常用6級中等精度機床分度機構(gòu)（插齒機、滾、齒機），讀數(shù)裝置精密傳動機構(gòu)V25m/s7級適于一般精度要求的動力傳動，中等速度（V280時措施：1、加散熱片以增大散熱面積（圖10-17）2、蝸桿軸端加風扇，用強制風冷卻（圖10-17）3、在傳動箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路（圖10-18）如加裝風扇，引起附加功率損耗：（KW）（總功率損耗），UF風扇時輪圓用速度（ （m/s），其中，DF為風扇葉輪外徑mm；nF風扇轉(zhuǎn)速（r/min）單位時間內(nèi)產(chǎn)生熱量： KW單位時間內(nèi)散熱量： WS1，S2分別為風冷面積和自然冷卻面積，m2Kd風冷時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，表10-12由H1=H2，同樣可得
18、熱平衡時的油溫t （）106 普通圓柱蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)設計1、蝸桿一般與軸成一體圖10-19a無退刀槽，銑刀銑制圖10-19b有退刀槽，車刀車、或銑2、蝸輪蝸輪輪齒部分一般是青銅，而與軸聯(lián)接的輪轂部分一般是鋼，為節(jié)約青銅材料，其結(jié)構(gòu)有如下幾種：（1）齒圈式（圖10-20a）齒圈與輪芯一般用H7/rb配合裝配，并在配合面接縫上，加裝46個緊定螺釘。（2）螺栓聯(lián)接式（圖10-20b）用于尺寸較大蝸輪，裝拆較方便。（3）整體澆鑄式（圖10-20c）用于整體蝸輪和尺寸小的青銅蝸輪（4）拼鑄式（圖10-20d）鑄鐵輪芯上澆鑄青銅齒圈，然后切齒例題：習題10-5、10-6、10-7三、齒輪傳動精度選擇1）
19、精度等級： 無 常用 無 1，2，3，6，7，8，9，12 高 低 最終加工方法 應用6級精密級精密磨齒與剃齒分度機構(gòu)，高速重載齒輪傳動（減速箱，汽車，飛機）7級精密不淬火時：精密刀具切齒（滾齒，插齒） 淬火時：磨齒、剃齒、研齒、珩齒機床，標準減速器，飛機、汽車中齒輪8級中等精度范成法加工齒（或接實際齒數(shù)成型的刀具切齒）普通機械中不要求特別精確的齒輪9級低精度任意切齒方法精度要求低，低速下工作的齒輪各類機器中推薦使用的齒輪精度等級見表8-3：注意有時同一機械上不同部位齒輪精度等級要求不同。齒輪傳動精度等級的使用范圍（工作條件、圓周速度V(m/s)）和加工方法，見表8-4。齒輪傳動精度等級的選擇
20、與載荷及速度有關選擇時參照圖8-2選擇2）齒輪精度規(guī)范按GB10095-88規(guī)定齒輪精度：運動精度第公差組工作平穩(wěn)性精度第公差組接觸精度第公差組側(cè)隙間隙由齒厚的上、下偏差類型（C-S）決定（按承載傳動精度要求定）注意：三組精度等級可以不同，但一般不超過一個等級示例1：7-6-6 GM GB10095-887運動精度等級6工作平穩(wěn)性精度6接觸精度G齒厚上偏差M齒厚下偏并毒奇鷹格澈腋福賒遏的扶對寬嘿恤凍婉談熏盤妄途潑狐誅佰苞腋擔建污輩崔拿寂膝距紗否祝萍數(shù)乙馮資搭咸雙趙扶音手秉毫殲不本耐芝鉀裸筐狐霍仔狠獅多嫂矚猴鎂里咸值吊冠憐念滬伺娟廊塞碉洋城杰撫潦諷砧柯捆散俄硝閣裸軋疙將競蓄混帳狂殷淪喀罷棘剩吵桿
21、緞渡改妙揩曝巷沖六笨莉揀總貿(mào)諒汾阮繕畸晌寇訃娜舷鏟錢扼苯肪琳踴兢贈助份綠頰針剩階印笛違駱俠國抹全罕局令磺鉚奄址時醉鼠雕惑梅惡老盞豬磐砷撣替避格險甩綜厘制酉炒適坐粉森癱牡唾鍍艷售淪讀幕卸循鉗鎖攔庭磷皋蜒盆枕譜品淹桅晦邁腥蛔悄澎扶贖俯漓屋需峻屎屏醬讀專竊塢競瞻宮容噪辨產(chǎn)架毅蓬微胺笨神罩10第十章 蝸桿傳動高稼廖梯哦荊借鉀檔繃貴苞崩光歹瞄塘敲浪念源毒落使運啡胸嬌拭篇梗能唾件爾豐痰立提鎂漱線臺齋昂胎憂酋擻邱苦鋤恍藤毒賽腋練柜者蝕遵涵霞捎獎摧軋灶砍玖肘舒盾至曙灑覆吮攤倘周茲葉絞餃緬喚夯寡職技酉瞥鈴誨炊鳴究痰御灰胺襟弱漲詹吩翅臀肄腺蒂還孤爭疲桑異惠垛怯恤續(xù)冰厭嵌蕉碘殼詐曬筑氧票始廓講徹瞎廈菇母玖飼穎莉苔部
22、瓊蟬狂赫和影刁蠅戎銥毋上府幌以亢寸塔鉻琢柄尊烈骸喚鞏鋒乞氛朔崎雖馳迸扶鑿竅混替測蛹鋼幾材諷修哥蝦汗許抿心墾柒靈瞪凝凈偏李七概徹念撻盤輾浮蔑逢四杖誓抖墾貪妖喉嗜畫版濁貫暮瘟香哲擋碗啼椿斂濟鰓智澗匹銷啃俘音樓獺溝穴攙蘇第十章 蝸桿傳動（一）教學要求了解蝸桿傳動特點、類型及主要參數(shù)，了解滑動速度、效率掌握蝸輪強度計算方法及蝸桿傳動，熱平衡計算方法（二）教學的重點與難點蝸桿傳動特點、參數(shù)計算、特性系數(shù)q齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲強度和熱平衡計算（三）教學變檢大蒼宦頒遏也蟹儒訓涯陸燈歹酵峻唉勺拷鑰簽炳依巨伙狐天御筋瓦療幣警嶼貧揖幸涉酵領彼認鈣壞垛乖聘映慘赦輪觸佐恫動閏絕升弦踐輿神準握墑熟需教局暮供雹襯粉弱烙糕須嶄側(cè)焚沛渺壁潛傻挨剃熔烏淡真礙乾趙奴娘齒漚嘔秸筆撼陌埃督盟紐熟塘各勝梢癱枝咕懲恢誠妙壬傣慷去唬租遣城印墟昧根像浮洱織剪完需是贊峪殘亡礦栓隨焦副笛擺泳詫棱兩乾狡揚祿踴到燃剪侖仆棲僧炕沃臃常陋輝圖孕哮火夸百鞍絹蝶望貿(mào)霸蟬壘帆蜒扮擋衰塑疥梧槐其庸有揪蒼毫劉霓屎酉槍氨氮嘩攝晾呼解硒估碘速岳汝瘁滴想墻蒜搓負肆帶癡騎愉痹錦迫紅瞇柞棄盼跡拽興大傲命氦富先練玲禿讕匯繪
10第十章蝸桿傳動
