蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-04-08 06:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 距 /mm [? H]許用接觸應(yīng)力，灰鑄鐵或強(qiáng)度極限 ? B≥300MPa 的青銅蝸輪時(shí)， [? H]查表 4； ? B＜ 300MPa 的青銅蝸輪時(shí) [? H]=KHN[? H]39。， [? H]39。查表 5 KHN接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： N應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， N=60jn2Lh（ j每轉(zhuǎn)中每個(gè)輪齒嚙合次數(shù)， Lh工作壽命 /小時(shí)， n2蝸輪轉(zhuǎn)速 /r/min） 設(shè)計(jì)公式 : 計(jì)算出 a 后，可從 表 2 中選一合適的 a 值以及相應(yīng)的參數(shù)。 彎曲疲勞強(qiáng)度條件 借用斜齒圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式，考慮蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)，可得到齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件式。 校核公式： ? F蝸輪齒根彎曲應(yīng)力 /MPa YFa2蝸輪齒形系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù) 及蝸輪的變位系數(shù) x2從 圖 2 中查得。 Yβ 螺旋角影響系數(shù)， [? F]許用彎曲應(yīng)力， [? F]=KFN[? F]’ ， [? F]’ 查表 6， 設(shè)計(jì)公式： 計(jì)算出 m2d1后，可從 表 2中查出相應(yīng)的參數(shù)。 七、 蝸桿傳動(dòng)的效率 閉式蝸桿傳動(dòng)的總效率 為： ＝ η 1輪齒嚙合損耗功率的效率 ,式中 φ v為當(dāng)量摩擦角，根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度 vs(m/s)由 表7 選取 。導(dǎo)程角 γ 是影響蝸桿傳動(dòng)嚙合效率的最主要的參數(shù)之一。 η1 隨 γ 增大而提高，但到一定值后即下降。當(dāng) γ28176。 后， η 1隨 γ 的增大就比較緩慢，而大導(dǎo)程角的蝸桿制造困難，所以一般取 γ28176。 。 η 2軸承摩擦損耗功率的效率 η 3浸入油中的零件攪油損耗功率的效率 由于軸承摩擦及浸入油中零件攪油的損耗的功率不大，一般 η 2η 3=～ 。 在設(shè)計(jì)之初，普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率可近似取為： z1=1， η ＝ ； z1=2， η ＝ ； z1=3， η ＝ ； z1=4， η ＝ 。 八、 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)蝸桿傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，具有特別重要的意義。因?yàn)楫?dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，傳動(dòng)效率將顯著降低，并且會(huì)帶來(lái)劇烈的磨損和產(chǎn)生膠合破壞的危險(xiǎn)，所以往往采用粘度大的礦物油進(jìn)行良好的潤(rùn)滑，在潤(rùn)滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。 蝸桿傳動(dòng)所采用的潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑方法及潤(rùn)滑裝置與齒輪傳動(dòng)的基本相同。 l．潤(rùn)滑 油 潤(rùn)滑油的種類很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對(duì)材料和運(yùn)轉(zhuǎn)條件合理選用。在鋼蝸桿配青銅蝸輪時(shí)，常用的潤(rùn)滑油見(jiàn)下表 蝸桿傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑油 。 蝸桿傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑油 全損耗系統(tǒng)用有牌號(hào) LAN 68 100 150 220 320 460 680 運(yùn)動(dòng)粘度 ～ 90 ～110 135 ～165 198 ～242 288 ～352 414 ～506 612 ～748 粘度指數(shù) 不小于 90 閃點(diǎn)（開(kāi)口） (℃) 不低于 180 200 220 傾點(diǎn) (℃) 不高于 8 5 注：其余指標(biāo)可參看 GB59031986。 2．潤(rùn)滑油粘度及給油方法 潤(rùn)滑油粘度及給油方法，一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型進(jìn)行選擇。對(duì)于閉式傳動(dòng)，常用的潤(rùn)滑油粘度及給油方法見(jiàn)下表 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法 ；對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)，則采用粘度較高的齒輪油或潤(rùn)滑脂。 如果采用噴油潤(rùn)滑，噴油嘴要對(duì)準(zhǔn)蝸桿 嚙入端；蝸桿正反轉(zhuǎn)時(shí)兩邊都要裝有噴油嘴 ,而且要控制一定的油壓。 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度薦用值及給油方法 蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度 vs/(m/s) 0～ 1 0～ 0～ 5 5～ 10 10～ 15 15～ 25 25 載荷類型 重 重 中 （不限） （不限） （不限） （不限） 運(yùn)動(dòng)粘度 900 500 350 220 150 100 80 給油方法 油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑或油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑時(shí)的噴油壓力 /MPa 2 3 對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)采用油池潤(rùn)滑時(shí)，在攪油損耗不至過(guò)大的情況下，應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠土?。這樣不僅有利于動(dòng)壓油膜的形成，而且有助于散熱。對(duì)于蝸桿下置式或蝸桿側(cè)置式的傳動(dòng)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高；當(dāng)為蝸桿上置式時(shí)，浸油深度約為蝸輪外徑的 1/3。 九、 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 由于蝸桿、蝸輪嚙合齒 面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，摩擦、發(fā)熱大，效率低，對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)，若散熱不良，會(huì)因油溫不斷升高，而使?jié)櫥瑮l件惡化導(dǎo)致齒面失效。所以，設(shè)計(jì)閉式蝸桿傳動(dòng)時(shí)，要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 熱平衡計(jì)算方法 設(shè)熱平衡時(shí)的工作油溫為 t0，則熱平衡校核條件為： t0最高不應(yīng)超過(guò) 80176。C ； ta周圍空氣的 溫度，常溫情況可取為 20176。C ； α d為箱體表面散熱系數(shù)，在周圍空氣流通良好時(shí)，取 14～ ；通風(fēng)不好時(shí)，取～ ； S為箱體的散熱面積 /m2，即箱體內(nèi)表面被油浸著或油能飛濺到，且外表面又被空氣所冷卻的箱體表面積； η 蝸桿傳動(dòng)總效率。 散熱措施 若計(jì)算結(jié)果 t0超出允許值，可采取以下措施，以提高散熱能力： (1)在箱體外壁增加散熱片（圖 1），以增大散熱面積 S； (2)在蝸桿軸端裝風(fēng)扇（圖 2），加速空氣流通以增大散熱系 數(shù)，此時(shí)散熱系數(shù) α d’ 按表 8 選?。? (3)在箱體油池中裝循環(huán)冷卻管路（圖 3），以降低油溫。 十、 蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu) １、 蝸桿的結(jié)構(gòu) 蝸桿螺旋部分的直徑 不大，所以常和軸做成一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)形式。其中圖 a 所示的結(jié)構(gòu)無(wú)退刀槽，加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法；圖 b 所示的結(jié)構(gòu)則有退刀槽，螺旋部分可以車制，也可以銑制，但這種結(jié)構(gòu)的剛度比前一種差。當(dāng)蝸桿螺旋部分的直徑較大時(shí)，可以將蝸桿與軸分開(kāi) 蝸輪的結(jié)構(gòu) 常用的蝸輪結(jié)構(gòu)形式有以下幾種 : 1)齒圈式 (圖 a) 這種結(jié)構(gòu)由青銅齒圈及鑄鐵輪芯所組成。齒圈與輪芯多用 H7/r6 配合，并加裝 4～ 6 個(gè)緊定螺釘 (或用螺釘擰緊后將頭
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