【文章內(nèi)容簡介】 鏈傳動 ２～４ 、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象。 ，應(yīng)盡量使高速級和低速級的齒輪強度接近相等，即按等強度原則分配傳動比。 分配的各級傳動比只是初步選定的數(shù) 值，實際傳動比要根據(jù)選定的齒數(shù)與帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計算，因而，可能與標(biāo)準(zhǔn)傳動值有誤差。一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與要求轉(zhuǎn)速的相對誤差不大于 177。（ 3～ 5） %，當(dāng)誤差較大時，則應(yīng)重新進行傳動比分配。 根據(jù)動力源和工作條件，一般用的是Ｙ系列三相交流異步電動機。初步選用Ｙ 100Ｌ－ 6額定功率 ，滿載轉(zhuǎn)速為 910r/min。計算出機械傳動中的各個傳動效率。 η 01 = η = = η = = η = = 則整 個系統(tǒng)的總效率η為 η 總 = = 工作機所需要的效率 s P=P 電 η 總 = = Y系列的三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)選用的是（ JB/— 1998） 則電動機的外伸 D（ mm） =28，軸外伸長度 E（ mm） =60，電機中心高 H（ mm） =100，電機長度 L（ mm） =380。 自動旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速在 2～ 4r/min，這樣行人就會安全通過，那么總的傳動比 i就應(yīng)該在 ～ 455。 由傳動方案可知， i01=1。 查表 12 可知 : 蝸輪 蝸桿的傳動比 i12=70。 V形帶傳動比 i23=1。 圓柱齒輪的傳動比 i34=4。 則總傳動比就應(yīng)該為 i 總 =4 70=280，在 ～ 455 之間，因此設(shè)計合理。 （ 3） 確定傳動系統(tǒng)的運動和動力系數(shù) 電動機軸 :n0=nm=910r/min P0=PM= T0=9550 P0／ n0=9550 ／ 910= m 蝸桿軸： n1=n0/i01=910/1=910r/min P1=P0η 01= = T1=9550 P1／ n1=9550 ／ 910= m 蝸輪軸： n2=n1/i12=910/70=13r/min P2=P1η 12= = T2=9550 P2／ n2=9550 ／ 13= m 大齒輪軸： n3=n2/i23=13/1=13r/min P3=P2η 23= = T3=9550 P3／ n3=9550 ／ 13= m 門的齒輪： n4=n3/i34=13/4= P4= P3η 34= = T4=9550 P4／ n4=9550 ／ = m 第六章蝸桿傳動 蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，用于傳遞空間垂直交錯軸之間的運動和動力，在減速中蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。 蝸桿傳動的特點及應(yīng)用與齒輪傳動相比較，蝸桿傳動具有下述特點 ，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比等于齒數(shù)比，蝸桿頭數(shù)（齒數(shù)）一般為 1～6，遠小于蝸輪的齒數(shù)，傳遞動力時，單級傳動比可達 5～ 80，分度機構(gòu)中可達到 1000。 ，無噪聲蝸桿傳動如螺旋傳動，故傳動平穩(wěn)，無噪聲。 。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角γ很小時（一般γ ），蝸桿傳動具有自鎖性（即只能蝸桿帶動蝸輪，反之則無法驅(qū)動）。 ，齒面磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量高，效率低。一般傳動效率η =～ ，具有自鎖性時，傳動效率η =～ 。蝸桿傳動不適用于大功率傳動。 ，蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造成本高。 。由于蝸輪的輪齒呈圓弧形包圍蝸桿，故加工蝸輪的蝸輪滾刀參數(shù)與工作蝸桿的參數(shù)必須完全相同（包括滾刀的模數(shù)、壓力角、頭數(shù)、分度圓直徑及加工中心距等）。所以，僅模數(shù)、壓力角相同的蝸桿與蝸輪是不能任意互換嚙合的。 蝸桿傳動常用于傳動比較大，結(jié)構(gòu)要求緊湊，傳動功率不大的場合。 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) m 和壓力角α 通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面，稱為 中間平面，在此平面內(nèi)蝸輪與蝸桿的嚙合就相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合。因此，規(guī)定在中間平面內(nèi)的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，即蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，用 m表示；蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，一般取標(biāo)準(zhǔn)的壓力角α =200。 d2 由于加工蝸輪齒的滾刀參數(shù)與工作蝸桿的參數(shù)必須相同 ,為限制蝸輪滾刀的數(shù)目 ,將蝸桿分度圓直徑 d1標(biāo)準(zhǔn)化，其值與模數(shù)匹配，分度圓直徑與模數(shù)的比值 ,稱為蝸桿直徑系數(shù)。選用的標(biāo)準(zhǔn)為 GB10085—— 1998 根據(jù)表中就可以知道當(dāng)蝸桿的分度圓直徑和模數(shù)選定后，蝸桿的直徑系數(shù)也確 定了 蝸桿分度圓導(dǎo)程角γ如下公式 : Tanγ =z1px1/Л d1=z1m/d1=z1/q Px1＿蝸桿的軸向齒距 z1— 蝸桿的頭數(shù) 根據(jù)下列選擇確定 tanγ = γ = 由公式可知 d1越小或 q 越小，導(dǎo)程角γ越大，傳動效率就越高，但蝸桿的剛度和強度越小。通常，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速較高的蝸桿可取較小的 d1值，蝸輪齒數(shù) z2較多可取較大的 d1值。 對于普通蝸桿傳動，除模數(shù)和壓力角相等外，桿的導(dǎo)程角γ應(yīng)等于蝸輪的螺旋角β，且旋向相同。 、蝸桿頭數(shù) z1和蝸輪齒數(shù) z2 當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)一圈時，蝸輪將轉(zhuǎn)過 z1/z2圈。因此其傳動比為 : i=n1/n2=z2/z1=d2/d1tanγ n1， n2— 蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速（ r/min）； d2— 蝸輪的分度圓直徑 (mm)。 對單級動力蝸桿傳動是 5～ 80，常用為 15～ 50。一般減速系統(tǒng)中圓柱蝸桿傳動比的比值為 5， ， 10， ， 15， 20， 25， 30， 40， 50， 60， 70， 80。 通常蝸桿頭數(shù) z1=1， 2， 4， 6。傳動比大時，取 z1=1，但傳動效率較低；要求傳動自鎖時，必須 z1=1，且γ≤ 。傳遞功率較大時，為提高效率可采用多頭蝸桿，取 z1=2～ 6。蝸輪齒數(shù) z2=iz1。為了避免蝸輪輪齒產(chǎn)生根切，應(yīng)使 z2≥29。 z2也不宜過多，一般 z2≤ 83，否則但模數(shù)一定時會使結(jié)構(gòu)尺寸太大，蝸桿長度也增加，導(dǎo)致其剛度和嚙合精度下降。對于動力蝸桿傳動，常用 z2=29～ 70。傳動運動時， z2不受限制。 z1， z2，γ及 i 的推薦值 z1， z2，γ及 i 的推薦值 蝸桿頭數(shù) z1 1 2 4 6 蝸輪齒數(shù) z2 29～ 83 29～ 63 29～ 63 29， 31 傳動比 i 29～ 83 ～ ～ ， 導(dǎo)程角γ 30～ 80 80～ 160 160～ 300 280～ 蝸桿傳動中心距計算公式為 : a=(d1+d2)/2=m(q+z2)/2 對于普通圓柱蝸桿傳動 ,其中心距尾數(shù)應(yīng)取為 0 或 5mm：標(biāo)準(zhǔn)蝸桿減速的中心取為標(biāo)準(zhǔn)值，取是標(biāo)準(zhǔn)值取（ GB10085—— 1988）。為了配湊成標(biāo)準(zhǔn)的中心距，蝸桿傳動常需要變位。但由于 d1已標(biāo)準(zhǔn)化，故蝸桿不變位，只對蝸輪進行變位修正。 蝸桿減速的標(biāo)準(zhǔn)中心距 40 50 63 80 100 125 160 (180) 200 (225) 250 (280) 315 (355) (400) (450) 500 總上所述在選擇中心距、模數(shù)、分度圓、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、傳動比之間關(guān)系要滿足上述的關(guān)系選擇如下： 中心距 a=70，模數(shù) m=4，蝸桿分度圓 d1=40，蝸桿頭數(shù) z1=1，蝸輪齒數(shù) z2=70。 蝸桿傳動的幾何尺寸計算 此減速裝置的蝸桿傳動主要幾何尺寸的計算如表 6— 1 表 6— 1此系統(tǒng)的蝸桿傳動的幾何尺寸計算表 名稱 符號 計算公式 基本參數(shù) 齒數(shù) Z Z1=1,Z2=iZ1=70１＝ 70 模數(shù) m m=4 壓力角 α α =20。 齒頂高系數(shù) ha* 標(biāo)準(zhǔn)值 ha*=1 頂隙系數(shù) c* 標(biāo)準(zhǔn)值 c*=1 幾 何 尺 寸 齒頂高 ha ha1=ha2=ha*m=m=4 齒根高 hf hf1=hf2=（ ha*+c*） == 齒高 h h=ha+hf== 齒距 p P=px1=px2=Л m= 蝸桿分度圓直徑 d1 d1=40 蝸桿齒頂圓直徑 da1 da1=d1+2m=40+8=48 蝸桿齒根圓直徑 df1 df1=d1— = 蝸桿齒寬 b1 b1=(z2+1)1/2=84 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=mz2=4 70=280 蝸輪喉輪直徑 da2 da2=d2+2m=288 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2=d2— = 蝸輪外圓直徑 de2 de2=da2+m=292 蝸輪齒寬 b2 b2== 48＝ 蝸輪齒寬角 θ θ＝ 2arcsinb2/d1≈ 1140 蝸輪齒頂圓弧半徑 Ra2 Ra2=d1/2— m=16 蝸輪齒根 圓弧半徑 Rf2 Rf2=da1/2— m=20 中心距 a a=(d1+d2)/2=160 蝸桿傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 蝸桿傳動工作時，齒面間有較大的相對滑動，滑動速度口。沿蝸桿的螺旋線方向，滑動速度 Vs為 : Vs=v1/cosγ =Л d1n1/60 1000cosγ v1— 蝸桿在節(jié)點的圓周速度 自動旋轉(zhuǎn)門的減速裝置中的蝸輪與蝸桿滑動速度 : Vs=( 40 910)/60 ＝１ .915m/s 2 失效形式 在蝸桿傳動中，由于蝸桿蝸輪 齒面相對滑動的速度較大，摩察和發(fā)熱嚴(yán)重，其主要失效形式為齒面膠合、磨損、點蝕和輪齒折斷。在閉式傳動中容易出現(xiàn)齒面膠合或點蝕，在開式傳動中主要是磨損和輪齒折斷。 由于蝸桿齒為連續(xù)的螺旋，且材料強度高于蝸輪，失效總發(fā)生在蝸輪輪齒上，故一般只對蝸輪齒進行計算。對于蝸桿傳動的膠合和磨損，至今尚無妥善的計算方法，一般用齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度進行條件計算，在選取許用應(yīng)力時，考慮膠合和磨損失效因素的影響。 蝸桿傳動的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是：對于閉式蝸桿傳動，一般先按齒面接觸疲勞強度計算，驗算 輪齒的彎曲疲勞強度，必要時還要進行熱平衡計算，對于開式蝸桿傳動，只需按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計。 若蝸桿剛性差，彎曲變形過大會造成齒面膠合不良，還應(yīng)對蝸桿進行剛度驗算。 蝸桿和蝸輪的材料 針對蝸桿傳動的失效形式，蝸桿、蝸輪的材料不僅應(yīng)用足夠的強度，而且要有良好的減摩耐摩性能和抗膠合的能力。通常采用淬硬摩削的剛制蝸桿與青銅蝸輪齒圈相配。 蝸桿材料 蝸桿材料為了提高耐磨性和承載能力，多數(shù)蝸桿需要經(jīng)淬火、磨削和拋光。蝸桿常用材料如表 6— 2 表 6— 2 常用蝸桿材料 材料類型與牌號 熱處理 齒面硬度 齒面粗糙RA/um 適用場合 滲碳鋼 滲碳淬火 56～63HRC ～ 高速重載或沖擊較大和精度要求高的傳動 表面淬火鋼 表面淬火 45～55HRC ～ 重載或較重要傳動 調(diào)制鋼 調(diào)制 ＜ 270HBS 不重要的或低速傳動 根據(jù)上表可知自動旋轉(zhuǎn)門中傳動過程中是重要傳動蝸桿應(yīng)選用材料為表面淬火鋼，熱處理：表面淬火；齒面硬度： 45～ 55HRC；齒面粗糙度 Ra/μ m:～ 蝸輪材料 常用的蝸輪材料為青銅。錫青銅具有良好的耐摩性和抗膠合性能，但抗點蝕能力低，價格高，用于滑動速度 Vs＞ 5m/s 的重要傳動。鋁鐵青銅、猛黃銅等力學(xué)性能較好，價格低 ,但減摩察性稍差，抗膠合能力低，適用于 Vs＜ 5m/s 的場合。對于 Vs＜ 2m/s 傳動，蝸輪材料可用灰鑄鐵。從上面的計算和查表 6— 3可知 : 表 6— 3 常用的蝸輪材料和許用接觸應(yīng)力 無錫青銅蝸桿副材料 滑動速度 vs/(m s_1) 適用場合 蝸輪 蝸桿 5 1 2 3 4 6 8 鑄造鐵青銅 鋼淬火 — 250 230