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1、第 7章 蝸 桿 傳 動7.1 概 述7.2 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 主 要 參 數(shù) 和 幾 何 尺 寸7.3 蝸 桿 傳 動 的 失 效 形 式 、 材 料 和 結 構7.4 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 受 力 分 析7.6 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 效 率 、 潤 滑 和 熱 平 衡 計 算7.5 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 強 度 計 算 蝸 桿 傳 動 的 特 點 和 類 型作 用 ： 用 于 傳 遞 交 錯 軸 之 間 的 回 轉 運 動 和 動 力 。 蝸 桿 主 動 、 蝸 輪 從 動 。 901 1蝸 桿 2 2 蝸 輪 優(yōu) 點 ： 傳 動 比 大 、 結 構 緊 湊 ；
2、 傳 動 平 穩(wěn) ， 噪 聲小 ； 一 定 條 件 下 可 自 鎖 。缺 點 ： 傳 動 效 率 低 ； 蝸 輪 齒 圈 用 青 銅 制 造 ， 成 本高 。 環(huán) 面 蝸 桿圓 柱 蝸 桿 漸 開 線 蝸 桿阿 基 米 德 蝸 桿 阿 基 米 德 螺 線 漸 開 線 基 圓2 d蝸 桿 旋 向 ： 左 旋 、 右 旋 (常 用 ) 1 1判 定 方 法 ： 與 螺 旋 和 斜 齒 輪 的 旋 向 判 斷 方 法 相 同 。 中 間 平 面中 間 平 面 ： 過 蝸 桿 軸 線 垂 直 于 蝸 輪 軸 線 。在 中 間 平 面 內 ， 蝸 輪 蝸 桿 相 當 于 齒 輪 齒 條 嚙 合 。2 模
3、 數(shù) m取 標 準 值 ， 與 齒 輪 模 數(shù) 系 列 不 同 。第 一 系 列 1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40第 二 系 列 1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14蝸 桿 模 數(shù) m值 GB10088-881. 模 數(shù) m和 壓 力 角 d1es d2 m11.251.62 d1182022.42028(18)22.4(28)35.5 m2.53.154 d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5) m456.3 d14
4、0(50)71(40)50(63)90(50)63 m6.3810 d1(80)112(63)80(100)140(71)90表 6 2 蝸 桿 分 度 圓 直 徑 與 其 模 數(shù) 的 匹 配 標 準 系 列 mm 20 q=12.5 28 q=17.51. 3. 蝸 桿 頭 數(shù) z1蝸 桿 頭 數(shù) z1 ： 即 螺 旋 線 的 數(shù) 目 。 d 表 12-2 蝸 桿 頭 數(shù) z1與 蝸 輪 齒 數(shù) z2的 推 薦 值傳 動 比 i 713 1427 2840 40蝸 桿 頭 數(shù) z1 4 2 2、 1 1蝸 輪 齒 數(shù) z2 2852 2854 2880 40 若 90 1 2 t t 2 1
5、 1+ 1 90 1+ 2 1 1s=e的 圓 柱 稱 為 蝸 桿 的 分 度 圓 柱 。 將 分 度 圓 柱 展 開 得 ： = z1 px1/ d1 = mz1/d1 tg 1=l/ d1 4. 蝸 桿 的 導 程 角 d1 lpx1 1d1 1 1 5.蝸 輪 齒 數(shù) z26.傳 動 比 i與 齒 數(shù) 比 u7.標 準 中 心距 圓 柱 蝸 桿 傳 動 幾 何 尺 寸 的 計 算表 12-3 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
6、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 =1.2mq df =1.2mq d a1=m(q+2) da1=m(q+2) df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4) pa1=pt2= px= mc=0.2 ma=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2) 7.3 蝸 桿 傳 動 的 失 效 形 式 、 材 料 和 結 構7.3.1蝸 桿 傳 動 的 失 效 形 式 及 設 計 準 則主 要 失 效 形 式 ： 膠 合 、 點 蝕 、 磨 損 。 材 料 蝸 輪 齒 圈 采 用 青 銅 ： 減
7、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 5662H RC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表 面 淬 火 4555H RC)一 般 蝸 桿 ： 40 45 鋼 調 質 處 理 (硬 度 為 220250H BS)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 。v S 45
8、 其 他 情 況 H RC45 滑 動 速 度 vs m/s f f f 0.01 0.11 6.28 0.12 6.84 0.18 10.2 0.10 0.08 4.57 0.09 5.14 0.13 7.4 0.50 0.055 3.15 0.065 3.72 0.09 5.14 1.00 0.045 2.58 0.055 3.15 0.07 4 2.00 0.035 2 0.045 2.58 0.055 3.15 3.00 0.028 1.6 0.035 2 0.045 2.58 4.00 0.024 1.37 0.031 1.78 0.04 2.29 5.00 0.022 1.26 0
9、.029 1.66 0.035 2 8.00 0.018 1.03 0.026 1.49 0.03 1.72 10.0 0.016 0.92 0.024 1.37 15.0 0.014 0.8 0.020 1.15 24.0 0.013 0.74 對 動 力 傳 動 ， 宜 采 用 多 頭 蝸 桿 蝸 桿 加 工 困 難 過 大當 28 時 ， 效 率 增 加 很 少 。當 時 ， 蝸 桿 具 有 自 鎖 性 ， 但 效 率 很 低 。252.5512.50.51 1015 m/s時 ， 采 用 壓 力 噴 油 潤 滑 。當 v1 4 m/s時 ， 采 用 蝸 桿 在 上 的 結 構 。 7.
10、5.3 蝸 桿 傳 動 的 熱 平 衡 計 算 由 于 蝸 桿 傳 動 效 率 低 ， 發(fā) 熱 量 大 ， 若 不 及 時 散 熱 ，會 引 起 箱 體 內 ， 油 溫 升 高 ， 潤 滑 失 效 ， 導 致 輪 齒 磨損 加 劇 ， 甚 至 出 現(xiàn) 膠 合 。 因 此 ， 對 連 續(xù) 工 作 的 閉 式蝸 桿 傳 動 必 須 進 行 熱 平 衡 計 算對 閉 式 傳 動 ， 熱 量 由 箱 體 散 逸 ， 要 求 箱 體 與 環(huán) 境 溫 差 ： t = iA1000P1(1- )tg tt=( t-t0 )-溫 度 差 ； P1-蝸 桿 傳 遞 的 功 率 ； i-表 面 散 熱 系 數(shù) ；
11、 一 般 取 ： i=1017 W/(m2 )A-散 熱 面 積 , m2, 指 箱 體 外 壁 與 空 氣 接 觸 而 內 壁被 油 飛 濺 到 的 箱 殼 面 積 。 對 于 箱 體 上 的 散 熱 片 ， 其散 熱 面 積 按 50%計 算 。 t-溫 差 許 用 值 ， 一 般 取 ： t=6070 要 求 油 溫 ： t = t0+ t 90 不 能 滿 足 要 求 時 ， 可 采 取 冷 卻 措 施 ：1） 增 加 散 熱 面 積 -加 散 熱 片 ；2） 提 高 表 面 傳 熱 系 數(shù) - 加 風 扇 、 冷 卻 水 管 、 循 環(huán) 油 冷 卻 。 油 泵 冷卻器冷 卻水 7.6、 蝸 桿 蝸 輪 的 結 構 設 計蝸 桿 通 常 與 軸 制 成 一 體z 1=1或 2時 ： b1 (11+0.06z2)mz1= 4時 : b1 (12.5+0.09z2)mb1 蝸 桿 軸蝸 桿 長 度 b1的 確 定 ： 本 章 重 點(1)熟 悉 蝸 桿 傳 動 的 特 點 。(2)了 解 蝸 桿 傳 動 的 類 型 、 應 用 、 材 料 和 結 構 。(3)掌 握 普 通 圓 柱 蝸 桿 的 主 要 參 數(shù) 和 幾 何 尺 寸 計 算 。
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