蝸輪蝸桿設(shè)計-在線瀏覽
2025-05-06 06:41本頁面
【正文】 等機械設(shè)備的減速機構(gòu)中。在這種傳動的嚙合帶內(nèi)，蝸輪的節(jié)圓位于蝸桿的節(jié)弧面上，亦即蝸桿的節(jié)弧沿蝸輪的節(jié)圓包著蝸輪。由于同時相嚙合的齒對多，而且輪齒的接觸線與蝸桿齒運動的方向近似于垂直，這就大大改善了輪齒受力情況和潤滑油膜形成的條件，因而承載能力約為阿基米德蝸桿傳動的 2～ 4 倍，效率一般高達 ～；但它需要較高的制造和安裝精度。這種蝸桿傳動分為一次包絡(luò)和二次包絡(luò) (雙包 )環(huán)面蝸桿傳動兩種。 （三） 錐蝸桿 錐蝸桿傳動也是一種空間交錯軸之間的傳動，兩軸交錯角通常為 90176。而蝸輪在外觀上就象一個曲線齒錐齒輪，它是用與錐蝸桿相似的錐滾刀在普通滾齒機上加工而成的，故稱為錐蝸輪。但由于結(jié)構(gòu)上的原因傳動具有不對稱性，因而正、反轉(zhuǎn)時受力不同，承載能力和效率也不同。 圓柱蝸桿傳動的主要幾何參數(shù) 名 稱 符號 說明 模數(shù) m 1） m 的大小由強度計算確定，并按 GB（ 表 2）取標(biāo)準值 2）蝸桿軸向模數(shù) ma1=蝸輪端面模 數(shù) mt2=模數(shù) m 壓力角 α 1） α 的標(biāo)準值是 20176。 ，分度傳動允許 15176。 2） ZA蝸桿軸向壓力角 α a=α ； ZA、 ZI、 ZK 蝸桿法向壓力角 α n=α 蝸桿直徑系數(shù) q 1）是一個將蝸桿分度圓直徑 d1限制為標(biāo)準值的參數(shù)： q=d1/m，其值見 表2 2）引入該參數(shù)是為了限制切制蝸輪時所需要的滾刀數(shù)目， 提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性。 蝸輪齒數(shù) z2 為了保證始終有兩對以上齒嚙合，通常規(guī)定 z228,以增加傳動的平穩(wěn)性 傳動比 i12 1） i12=n1/n2=z2/z1=d2/（ mz1） =（ 2ad1） /（ mz1） =（ 2a/mq） /z1 2）減速傳動時常用 i=15~50，薦用的蝸桿頭數(shù)與傳動比之間的對應(yīng)值見表 1 齒數(shù)比 u u=蝸輪齒數(shù) z2/蝸桿頭數(shù) z1，減速傳動時 u=i 蝸桿 導(dǎo)程角 γ 1） γ 多在 3176。 之間。 2）為保持加工蝸輪時的滾刀尺寸不變，蝸桿是不變位的。a） /m 圓柱蝸桿傳動的主要幾何尺寸的計算公式 名 稱 符號 普通圓柱蝸桿傳動 備注 中心距 a a=(q+z2) a39。經(jīng)磨削的蝸桿，按左式所求的長度應(yīng)再增加下列值 : 當(dāng) m10mm 時，增加25mm。 當(dāng) m16mm時，增加 50mm ≥(+ )m 2 ≤ + ≥(11+ )m ≥(+ )m 4 ≤ ≤ +m 0 ≥(+ )m ≥(+ )m ≥(+ )m ≥( + )m ≥(13+ )m 三 、 蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準則 1. 失效形式 1）蝸桿傳動齒面間的 相對滑動速度 大，發(fā)熱量大，故閉式蝸桿傳動的主要失效形式是膠合，其次是點蝕和磨損。 2）由于蝸桿是螺旋齒、材質(zhì)強度又高于蝸輪，所以蝸桿傳動的失效經(jīng)常發(fā)生在蝸輪上。 2）開式傳動： 按齒跟彎曲疲勞強度條件設(shè)計，控制輪齒的彎曲折斷和磨損 蝸桿按照直軸設(shè)計，然后進行剛度校核，控制蝸桿軸的彎曲變形。這種材料組合可獲得較強的抗膠合能力和良好的減摩耐磨性。 vs≤4m/s 鋁鐵青銅 抗膠合能力遠比錫青銅差，但強度較高，價格便宜；用于速度較低的傳動。 五、 蝸桿傳動的受力分析 蝸桿蝸輪受力圖 齒面間總作用力 法向力 Fn(注：齒面間的摩擦力一般忽略不計 ) 分力的名稱 圓周力 Ft 軸向力 Fa 徑向力 Fr 分力 的大小 ＝ ＝－ ＝－ ＝ ＝－ ＝ 分力的方向 Ft1 與其作用 點的圓周速度方向相反 左右手定則 ” ：蝸桿右旋伸右手（左旋伸左手）；四指順著轉(zhuǎn)向握起；拇指伸直 后的指向為Fa1的方向。本節(jié)介紹蝸輪齒的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算。 校核公式： ? H蝸輪齒面接觸應(yīng)力 /MPa T2蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 / ZE材料的彈性影響系數(shù)，青銅、鑄鐵蝸輪對鋼蝸桿時取 =160MPa1/2 Zρ 蝸桿傳動的接觸線長度和曲率半徑對接觸強度的影響系數(shù)，簡稱接觸系數(shù)，查 圖1 K載荷系數(shù)， K=KAKVKβ KA 使用系數(shù)， 查表 3 KV 動載系數(shù)，精確制造且蝸輪圓周速度 v2≤3m/s 時取 ~； v2＞ 3m/s 時取 ~ Kβ 齒向載荷分布系數(shù)，平穩(wěn)載荷時取 1；載荷變化大或有沖擊振動時取 ~ a中心距 /mm [? H]許用接觸應(yīng)力，灰鑄鐵或強度極限 ? B≥300MPa 的青銅蝸輪時， [? H]查表 4； ? B＜ 300MPa 的青銅蝸輪時 [? H]=KHN[? H]39。查表 5 KHN接觸強度壽命系數(shù)： N應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， N=60jn2Lh（ j每轉(zhuǎn)中每個輪齒嚙合次數(shù)， Lh工作壽命 /小時， n2蝸輪轉(zhuǎn)速 /r/min） 設(shè)計公式 : 計算出 a 后，可從 表 2 中選一合適的 a 值以及相應(yīng)的參數(shù)。 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。 七、 蝸桿傳動的效率 閉式蝸桿傳動的總效率 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)相對滑動速度 vs(m/s)由 表7 選取 。 η1 隨 γ 增大而提高，但到一定值后即下降。 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=～ 。 八、 蝸桿傳動的潤滑 潤滑對蝸桿傳動來說，具有特別重要的意義。 蝸桿傳動所采用的潤滑油、潤滑方法及潤滑裝置與齒輪傳動的基本相同。在鋼蝸桿配青銅蝸輪時，常用的潤滑油見下表 蝸桿傳動常用的潤滑油 。 2．潤滑油粘度及給油方法 潤滑油粘度及給油方法，一般根據(jù)相對滑動速度及載荷類型進行選擇。 如果采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿 嚙入端；蝸桿正反轉(zhuǎn)
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