【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)的主要失效形式是 膠合和磨損 。 由于目前對(duì)膠合和磨損的計(jì)算尚無(wú)成熟的方法， 故仍按齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 進(jìn)行條件性計(jì)算 ，只在 許用應(yīng)力數(shù)值中適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響 ，故其強(qiáng)度計(jì)算公式是條件性的。 ? 由于蝸桿齒是連續(xù)的螺旋，其材料的強(qiáng)度又很高，因而失效總是出現(xiàn)在蝸輪上 ，所以蝸桿傳動(dòng)只需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則 閉式傳動(dòng)： ①先按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ②再按齒根彎曲強(qiáng)度校核 ③熱平衡計(jì)算 ④細(xì)長(zhǎng)蝸桿軸需作剛度計(jì)算 開(kāi)式傳動(dòng)： 只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出 m，然后將模數(shù)加大 10%左右。 ? 目的： 防止“點(diǎn)蝕”和“膠合”失效。 ? 強(qiáng)度條件： σH≤[σH] ? 以蝸桿蝸輪節(jié)點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 σH 。 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 2 （三） 圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （三） 圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴ 強(qiáng)度條件式： ? ? H3 2H ?? ? ??aKTZZE式中： ① ZE－材料彈性系數(shù)，查表 106； ② T２ －蝸輪轉(zhuǎn)矩，工作載荷不變時(shí)： ③ [?]Ｈ －許用接觸應(yīng)力。查表 116 ⑵ 設(shè)計(jì)公式： ? ?32H2 ???????????ZZKTa E2262 nPT ??（一） 圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸輪的許用接觸應(yīng)力 [?]Ｈ ? ? ? ? HHNH ?? ?? K式中： ② j－蝸輪每轉(zhuǎn)一圈每個(gè)輪齒的嚙合次數(shù)；當(dāng) N＞ 25 107時(shí)，取N=25 107； 當(dāng) N＜ 105時(shí)，取 N= 105； ③ －鑄造錫青銅的基本許用接觸應(yīng)力， MPa，見(jiàn)表 117。 ? ?H??當(dāng)蝸輪材料為鑄造錫青銅時(shí)：主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕 → 當(dāng)蝸輪材料為鑄造鋁鐵青銅或灰鑄鐵時(shí)： 主要失效形式為蝸輪齒面的膠合 →按滑動(dòng)速度查 （見(jiàn)表 116）。 ? ?H?① KHN－接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)， ， ； h260 LjnN ?87HN10NK ?? 當(dāng)蝸輪材料為錫青銅時(shí)，其材料具有良好的抗膠合能力，蝸輪的損壞形式主要是疲勞點(diǎn)蝕，其承載能力取決于輪齒的接觸疲勞強(qiáng)度。因此，許用接觸應(yīng)力與應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N、材料及相對(duì)滑動(dòng)速度 v2有關(guān)?？砂幢?17選擇。 ? 當(dāng)蝸輪材料為無(wú)錫青銅、黃銅或鑄鐵時(shí)，材料的強(qiáng)度較高，抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，蝸輪的損壞形式主要是膠合，其承載能力取決于其抗膠合能力，與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)無(wú)關(guān)，因此，許用接觸應(yīng)力可從表 116查取。 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 3 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 3 ? 強(qiáng)度條件： σF≤[σF] ? 校核公式 ： ][c o s2 2212FFF YmddKT ??? ???? 設(shè)計(jì)公式 ： 22212c o s][2FFYzKTdm ?????2. 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 目的：防止“疲勞斷齒”。 （三） 圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸桿軸的剛度計(jì)算 P256 ⒈ 蝸桿軸剛度計(jì)算的目的 蝸桿屬于比較細(xì)長(zhǎng)的零件，工作中受到載荷作用后會(huì)產(chǎn)生彈性變形。如果彈性變形過(guò)大，就將影響蝸桿與蝸輪的正確嚙合， 導(dǎo)致輪齒偏載，甚至?xí)a(chǎn)生干涉。因此，在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)蝸桿的彈性變形進(jìn)行計(jì)算、并加以限制。 ⒉ 蝸桿軸剛度計(jì)算 影響蝸桿傳動(dòng)性能的彈性變形主要是蝸桿的撓曲變形。引起蝸桿產(chǎn)生撓取變形的作用力主要有徑向力 Fr和圓周力 Ft。在這兩個(gè)力的作用下，蝸桿將在兩個(gè)方向上產(chǎn)生彈性變形。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把蝸桿螺紋部分視為以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸段。于是可得 ? ?yFFEIlyyy ????? 21r21t32t22t1 48式中： [y]— 最大許用撓度， [y]=d1/1000 ； 其余參數(shù)見(jiàn)教材。 式中， I—— 蝸桿軸中間截面得慣性距； l—— 兩支撐間得距離； [y]——最大許用撓度；淬火蝸桿取 ，調(diào)質(zhì)蝸桿取 ， m為模數(shù)。 第 12章 蝸 桿 傳 動(dòng) 167。 121 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類(lèi)型 167。 122 圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 167。 123 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) 167。 124 圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析 167。 125 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 167。 126 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算 167。 126 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算 一、蝸桿傳動(dòng)的效率 ? 與齒輪傳動(dòng)類(lèi)似，閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合摩擦損耗，軸承中摩擦損耗以及攪動(dòng)箱體內(nèi)潤(rùn)滑油的油阻損耗 。其總效率為 η=η1η2η3 ? 其中 最主要的是嚙合效率 ，當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，嚙合效率可按螺旋傳動(dòng)的效率公式求出。 )(tgtg1 ???????? 式中： γ為蝸桿導(dǎo)程角； ρ′為當(dāng)量摩擦角， ρ′=arctgf′。當(dāng)量摩擦系數(shù) f′主要與蝸桿副材料、表面狀況以及滑動(dòng)速度等有關(guān) (見(jiàn)表 1119)。 ? 因此考慮 η2η3后，蝸桿傳動(dòng)的總效率為 ）（）（ 1012)(tg ~ ?? ??? ???11t a ndmz??　因?yàn)?所以 z1↑→γ↑→η↑ ? 估計(jì)蝸桿傳動(dòng)的總效率時(shí)，可取下列數(shù)值： ? 閉式傳動(dòng) z1=1 2 4 η=~ ~ ~ ? 開(kāi)式傳動(dòng) z1=1 、 2 η=~ 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算 2 表 11 19 蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù) fv和當(dāng)量摩擦角 ρv 321 ???? ?蝸桿傳動(dòng)總效率 蝸桿傳動(dòng)嚙合效率 ? ?vt an t an ?? ?? ??1攪油或?yàn)R油效率 ~ ??軸承效率 一對(duì)滾動(dòng)軸承為 η3＝ ~ 滑動(dòng)軸承為 η3＝ ~ 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算 （一）蝸桿傳動(dòng)的效率 γ 1 0 0 0601 0 0 0601 0 0 0601 0 0 060c o s2222211111121??????????nmzndvnmzndvvvvs?????根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度由表 1119選取， 潤(rùn)滑油及其添加劑 為提高蝸桿傳動(dòng)的抗膠合性能，常采用黏度較大的礦物油、或在潤(rùn)滑油中加入適量的添加劑，如抗氧化劑、抗磨劑、油性極壓添加劑等。在表 1120中列出了蝸桿傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑油牌號(hào)。 潤(rùn)滑的目的 ： 減摩、散熱。 由于蝸桿傳動(dòng)滑動(dòng)速度大、效率低、產(chǎn)生的熱量大，如果潤(rùn)滑不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡磨損、甚至產(chǎn)生膠合。為防止上述問(wèn)題出現(xiàn)，如何保證蝸桿傳動(dòng)具有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，就成為蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。 （二）蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑油粘度及給油方法 在表 1121中列出了 不同滑動(dòng)速度 時(shí)推薦選用的潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度值，供設(shè)計(jì)時(shí)選用。 閉式蝸桿傳動(dòng)常用潤(rùn)滑方法主要有 油池浸油潤(rùn)滑、循環(huán)噴油潤(rùn)滑 等方式。具體選擇可根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的 滑動(dòng)速度大小 確定。若采用壓力噴油潤(rùn)滑，應(yīng)注意控制油壓，并應(yīng)使噴油嘴對(duì)準(zhǔn)蝸桿嚙入端； 蝸桿正反轉(zhuǎn)時(shí)兩邊都要裝噴油嘴 。 （二）蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 蝸桿下臵時(shí)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高； 蝸桿上臵時(shí)，浸油深度約為蝸輪外徑的 1/6～ 1/3。 給油方法： 油池潤(rùn)滑： 噴油潤(rùn)滑 一般情況下，采用浸油潤(rùn)滑 vs 很大時(shí)，采用噴油潤(rùn)滑 v1 小時(shí)，蝸桿下置 v1 10 m/s時(shí)蝸桿上置 有利于潤(rùn)滑 避免過(guò)大的攪油損失 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法 常采用粘度較大的潤(rùn)滑油。 蝸桿布置和潤(rùn)滑方式 潤(rùn)滑油供油量 為保證蝸桿傳動(dòng)的正常潤(rùn)滑、又不致因浸入油池深度過(guò)大，過(guò)分?jǐn)噭?dòng)潤(rùn)滑油而導(dǎo)致功率損失較大