第7章蜗杆传动 (2).ppt

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1、第第7章章 蜗杆传动设计蜗杆传动设计7.1 蜗杆传动概述蜗杆传动概述7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型7.3 普通普通蜗杆传动的蜗杆传动的参数与尺寸参数与尺寸7.4 普通普通蜗杆传动的蜗杆传动的承载能力计算承载能力计算7.6 圆柱圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计蜗杆与蜗轮的结构设计7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算潘存云教授研制潘存云教授研制7.1 蜗杆传动蜗杆传动 概述概述 作用：作用：用于传递交错轴之间的回转运动和动力。用于传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。蜗杆主动、蜗轮从动。9090形成：形成：若单个斜齿轮的齿数很少若单个斜齿轮的齿数很少

2、（如（如z1=1）而且而且1 1很很大时，大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。11 1所得齿轮称为所得齿轮称为:蜗杆。蜗杆。而啮合件称为而啮合件称为:蜗轮。蜗轮。蜗杆蜗杆22 2蜗轮蜗轮潘存云教授研制改进措施：改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，所得蜗轮蜗杆为所得蜗轮蜗杆为线接触线接触。点点接触接触优点：优点：传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。分度机构：分度机构：i=1000,i=1000,通常通常i=8i=88080缺点：缺点：传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。

3、传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。线接触线接触潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆圆柱蜗杆7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 环面蜗杆环面蜗杆锥蜗杆锥蜗杆 锥蜗杆传动中，蜗杆是由在节锥上分布的等导程的螺旋形成的，而蜗轮在外观上就像一个曲线锥齿轮，它是用与锥蜗杆相似的锥滚刀在普通滚齿机加工而成的。类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱

4、蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。齿面的齿廓形状不同。潘存云教授研制普通圆柱蜗杆普通圆柱蜗杆潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆圆弧圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆

5、柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为加工用的车刀为圆弧刀刃圆弧刀刃。传动特点：传动特点：1）传动效率高，一般可达传动效率高，一般可达90%以上；以上；2）承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的承载能力高，约为普通圆柱蜗杆的1.52.5倍；倍；3）结构紧凑。结构紧凑。潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德螺线阿基米德螺线2阿基米德蜗杆

6、阿基米德蜗杆单刀加工单刀加工阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆(ZA)阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆双刀加工双刀加工潘存云教授研制阿基米德螺线阿基米德螺线潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗

7、杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 渐开线蜗杆渐开线蜗杆(ZI)渐开线蜗杆渐开线蜗杆渐开线渐开线基圆基圆潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 潘存云教授研制dx延伸渐开线延伸渐开线车刀对

8、中齿厚中心法面车刀对中齿厚中心法面法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆(ZN)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆(ZN)dx延伸渐开线延伸渐开线2车刀对中齿槽中心法面车刀对中齿槽中心法面潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动

9、7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆(ZK)2近似于阿基米德螺线近似于阿基米德螺线是一种非线性螺旋齿面是一种非线性螺旋齿面蜗杆。不能在车床上加蜗杆。不能在车床上加工，只能在铣削或磨削，工，只能在铣削或磨削，加工时工件作加工时工件作螺旋运动螺旋运动，刀具作刀具作旋转运动旋转运动。砂轮砂轮类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动

10、的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 环面蜗杆传动特点：环面蜗杆传动特点：1）传动效率高，一般可达传动效率高，一般可达8590%；2）承载能力高，约为承载能力高，约为阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆的的24倍；倍；3）要求制造和安装精度高。要求制造和安装精度高。潘存云教授研制环面蜗杆环面蜗杆潘存云教授研制类类型型环面蜗杆传动环面蜗杆传动 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动 7.2 蜗杆传动的蜗杆传动的类型类型锥蜗杆传动锥蜗杆传动 普通圆柱普通圆柱

11、蜗杆传动蜗杆传动 圆弧圆柱圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 锥蜗杆传动特点：锥蜗杆传动特点：锥蜗杆锥蜗杆1）同时接触的点数较多，重合度大；同时接触的点数较多，重合度大；2）传动比范围大，一般为传动比范围大，一般为10360；3）承载能力和传动效率高；承载能力和传动效率高；4）制造安装简便，工艺性好。制造安装简便，工艺性好。阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆最常用最常用潘存云教授研制d d蜗杆旋向：蜗杆旋向：左旋、右旋左旋、右旋(常用常用)1 11 1精度等级：精度等级：对于一般动力传动，按如下等级制造：对于

12、一般动力传动，按如下等级制造：v v1 17.5 m/s -77.5 m/s -7级精度；级精度；v v1 1 3 m/s -8 3 m/s -8级精度；级精度；v v1 11.5 m/s -90，正变位 x12 12 m/s m/s时时 ZCuSn10P1ZCuSn10P1锡青铜制造。锡青铜制造。vS S 12 12 m/s m/s时时 ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜锡青铜vS S 6 6 m/sm/s时时 ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3铝青铜。铝青铜。vS S 2 2 m/sm/s时时球墨铸铁、灰铸铁。球墨铸铁、灰铸铁。7.4 普通普通蜗杆传动的蜗杆传动的

13、承载能力计算承载能力计算蜗杆传动的特点是齿面相对滑动速度大，导致发热严重和磨损加剧。二、蜗杆传动的二、蜗杆传动的常用材料常用材料*蜗杆的刚度计算蜗杆的刚度计算 *蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算*蜗轮的齿面接触疲劳强度计算蜗轮的齿面接触疲劳强度计算为了防止齿面过度磨损引起的失效，应进行：为了防止齿面过度磨损引起的失效，应进行：*传动系统的热平衡计算传动系统的热平衡计算 为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行：为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行：为了防止过热引起的失效，就要进行：为了防止过热引起的失效，就要进行：三、蜗杆传动的设计准则三、蜗杆传动的设计准则 在开式传动中，

14、主要失效为：在开式传动中，主要失效为：齿面磨损和轮齿折齿面磨损和轮齿折断，断，按齿根的弯曲疲劳强度设计。按齿根的弯曲疲劳强度设计。在闭式传动中，主要失效为：在闭式传动中，主要失效为：齿面胶合或点蚀，齿面胶合或点蚀，按齿面的接触疲劳强度设计，按齿根的弯曲疲劳按齿面的接触疲劳强度设计，按齿根的弯曲疲劳强度校核。还要进行强度校核。还要进行热平衡热平衡计算。计算。潘存云教授研制潘存云教授研制四、四、圆柱蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的受力分析Ft2Fr2Fa2Ft1Fr1Fa12法向力可分解为三个分力：法向力可分解为三个分力：圆周力：圆周力：Ft轴向力：轴向力：Fa径向力：径向力：Fr且有如下关系：且

15、有如下关系：Ft1=Fa2 Fr1=Fr2 Fa1=Ft2=2T1/d1=2T2/d2=Ft2 tg式中：式中：T1、T1分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。T2=T1 i 2潘存云教授研制潘存云教授研制1 11p212p由相对运动原理可知由相对运动原理可知:v2=v1+vS 齿面间滑动速度齿面间滑动速度vS S=v1/cos vS=v2 2+v1 2作速度向量图，得作速度向量图，得:v2=v1 tg蜗轮的转向蜗轮的转向:v22 22 2CW蜗轮转向的确定蜗轮转向的确定 vSttv1v2潘存云教授研制潘存云教授研制1 11 112p12p右旋蜗杆：右旋蜗杆：伸出右手

16、，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 切向速切向速 度度vp2p2的方向与拇指反向相同。的方向与拇指反向相同。用手势确定蜗轮的转向用手势确定蜗轮的转向：左旋蜗杆：左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。用左手判断，方法一样。2 22 2v2v2蜗轮蜗轮的转向的转向因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一种实用且简便的转向判别方法：ar1r2潘存云教授研制潘存云教授研制蜗杆传动受力方向的判定蜗杆传动受力方向的判定 12pFa1Ft2Fr1Fr22 22)2)蜗轮切向力指向与其转动方向一致，且蜗轮切向力指向与其转动方向一致，且 Ft2=-=-Fa1；4)4)蜗轮蜗杆所受径向力垂直于各自的

17、轴线，蜗轮蜗杆所受径向力垂直于各自的轴线，且且 Ft1=-=-Fa2；3)3)蜗杆切向力指向与其转动方向相反，且蜗杆切向力指向与其转动方向相反，且 Ft1=-=-Fa2；1)1)蜗杆所受扭矩蜗杆所受扭矩T T1 1与转动方向与转动方向1 1一致；一致；T T1 1T T1 11 11 1Ft1Ft1Fa2Fa2练习：n1n1Fr1Fr2Ft1xFa2Fa1Ft2右旋n2Fr1Fr2Ft1Fa2xFa1Ft2n2已知：蜗杆轴为输入，大锥齿轮轴为输出，轴转向如图。试：确定各轮转向、旋向及受力。1.n4 n3 n2 Ft2 Fa2 2.Fa3 Fa2 Ft1 n1蜗轮右旋n4输出1234蜗杆右旋五、

18、五、圆柱蜗杆传动的强度计算圆柱蜗杆传动的强度计算齿面接触强度校核公式：齿面接触强度校核公式：L0 KFnH=Z=ZE Ea3KT2=Z=ZE EZ Z H 由上式可得设计公式：由上式可得设计公式：蜗轮齿面的接触强度计算与斜齿轮相似，仍以赫兹公式为基础。以蜗轮蜗杆的节点处啮合相应参数代入即可。赫兹公式赫兹公式:a KT2 H Z ZE EZ Z231）接触强度）接触强度 参数说明：参数说明：1 1）T T2 2蜗轮转矩蜗轮转矩,N mm,N mm2 2）K 载荷系数，载荷系数，K=KA Kv K,K,KA A使用系数使用系数.（蜗杆主动）使用系数使用系数KA工作类型工作类型 I II III I

19、 II III 载荷性质载荷性质 均匀、无冲击均匀、无冲击 不均匀、小冲击不均匀、小冲击 不均匀、大冲击不均匀、大冲击 每小时启动次数每小时启动次数 25 2550 50 50 起动载荷起动载荷 小小 较较 大大 大大 KA 1 1.15 1.2 1 1.15 1.2 动载系数动载系数Kv ，当当V V2 2 3 m/s,3 m/s,Kv=1=11.1 1.1 当当V V2 233 m/s,m/s,Kv=1.1=1.11.2 1.2 齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数K，当载荷平稳时当载荷平稳时 ,取取K=1=1 当载荷变化时当载荷变化时 ,取取K=1.1=1.11.3 1.3 4）Z接触系数,

20、考虑齿面曲率和接触线长度影响,Z初值a根据查得。设计时：未知，初选值3）ZE弹性系数,青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对时，0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 d1/a3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 影响系数影响系数Z Z ZC蜗杆蜗杆ZA,ZI,ZN,ZK蜗杆蜗杆b b）讨论：讨论：Z Z H H a a一定时，一定时，d d1 1蜗杆刚度蜗杆刚度d d1 1一定时，一定时，aa结构紧凑结构紧凑蜗杆传动的重要参数蜗杆传动的重要参数a a）HH -为蜗轮的许用应力。为蜗轮的许用应力。H=KHN H,，基本许用接触应力，基本许用接触应力H 按下表选取。

21、按下表选取。潘存云教授研制2）蜗轮齿根弯曲强度）蜗轮齿根弯曲强度 计算计算 校核计算：校核计算：设计公式：设计公式：F F-许用弯曲应力；许用弯曲应力；F F=K=KFN FN F,Y YFa2 Fa2-为蜗轮齿形系数，按当量齿数以及蜗轮为蜗轮齿形系数，按当量齿数以及蜗轮 变位系数选取变位系数选取,详见下页线图。详见下页线图。Y Y -为螺旋角影响系数，为螺旋角影响系数，Y Y =1-=1-/120/120因蜗轮轮齿较复杂难于精算因蜗轮轮齿较复杂难于精算条件性估算条件性估算近似当作斜齿圆柱齿轮考虑。近似当作斜齿圆柱齿轮考虑。蜗轮的基本许用弯曲应力蜗轮的基本许用弯曲应力蜗轮材料蜗轮材料 铸造方法

22、铸造方法 铸锡青铜铸锡青铜 砂铸模型砂铸模型 40 2940 29ZCuSn10P1 ZCuSn10P1 金属模铸造金属模铸造 56 4056 40铸锡锌青铜铸锡锌青铜 砂铸模型砂铸模型 26 2226 22ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuSn5Pb5Zn5 金属模铸造金属模铸造 32 2632 26铸铝铁青铜铸铝铁青铜 砂铸模型砂铸模型 80 5780 57ZCuAl10Fe3 ZCuAl10Fe3 金属模铸造金属模铸造 90 6490 64HT150 HT150 砂铸模型砂铸模型 40 2840 28HT200 HT200 砂模铸造砂模铸造 48 3448 34灰铸铁灰铸铁单侧工作单侧工作

23、 双侧工作双侧工作 0F0F -1F-1F潘存云教授研制潘存云教授研制3.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.710 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 50 80 100 400 Z Zv v 蜗轮的齿蜗轮的齿形系数形系数YFa2x2=-0.5-0.3-0.20.30.20.10.40.50.70.80.90.6-0.3-0.4x=1x2=0理论根切极限理

24、论根切极限齿顶变尖极限齿顶变尖极限一、一、蜗杆传动的效率蜗杆传动的效率功率损耗：功率损耗：啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。=（0.950.96）tg(tg(+v v)tgtg 蜗杆主动时，总效率计算公式为：蜗杆主动时，总效率计算公式为：式中式中:为蜗杆导程角为蜗杆导程角;v v称为当量摩擦角，称为当量摩擦角，v v=arctg f v vf v v为当量摩擦系数为当量摩擦系数，7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 Z1效率与蜗杆头数的大致关系为：效率与蜗杆头数的大致关系为：蜗杆头数蜗杆头数Z1 总总 效效 率率 0.70

25、0.80 0.90 0.95 tg tg1 1 =Z1/q v v，f v v与与V VS S有关有关，取值见下页表取值见下页表 潘存云教授研制3.00 0.028 136 0.035 2 0.045 235 4.00 0.024 122 0.031 147 0.04 217 5.00 0.022 116 0.029 140 0.035 2 8.00 0.018 102 0.026 129 0.03 143 10.0 0.016 055 0.024 122 15.0 0.014 048 0.020 109 24.0 0.013 045当量摩擦系数和当量摩擦角当量摩擦系数和当量摩擦角 蜗轮材料蜗

26、轮材料 锡青铜锡青铜 无锡青铜无锡青铜 灰铸铁灰铸铁 蜗杆齿面硬度蜗杆齿面硬度 HRC45 其他情况其他情况 HRC45 HRC45 其他其他 滑动速度滑动速度 fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v fv v v v 0.01 0.11 6 17 0.12 651 0.18 1012 0.18 1012 0.19 10450.10 0.08 4 34 0.09 543 0.13 724 0.14 758 0.16 9050.50 0.055 309 0.065 343 0.09 509 0.09 509 0.1 5431.00 0.045 235 0.055

27、309 0.07 4 0.07 4 0.09 5092.00 0.035 2 0.045 235 0.055 309 0.07 4vs m/s说明：说明：1 1）v vs sffv vv v 油膜易形成油膜易形成2 2）为影响为影响 的主要因素的主要因素：，对动力传动，对动力传动，宜采用多头蜗杆，宜采用多头蜗杆，时时，max max此后，此后，=（0.950.96）tg(tg(+v v)tgtg 潘存云教授研制0 10 20 30 40 50 20406080100效率效率%f v v=tgtgv v=0.12=0.12自锁极限自锁极限后：后：缓慢缓慢 大时，加工困难大时，加工困难当当 v v

28、 时，蜗杆具有自锁时，蜗杆具有自锁性，但效率性，但效率 很低。很低。50%50%一般取：一般取：v v 510 1015 1525 25 载荷类型载荷类型 重重 重重 中中 （不限）（不限）（不限）（不限）（不限）（不限）（不限）（不限）900 500 350 220 150 100 80 运动粘度运动粘度 v/cSt（40）蜗杆传动的相对滑动蜗杆传动的相对滑动速度速度vs/(m/s)给油方法给油方法 油池润滑油池润滑 喷油润滑喷油润滑或或 油池润滑油池润滑 喷油压力喷油压力 MPa 0.7 2 3 表表7-21 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法当当v

29、vs s 5 m/s时，采用油池浸油润滑。为了减少搅油损失，下置时，采用油池浸油润滑。为了减少搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深，约为式蜗杆不宜浸油过深，约为一个齿高一个齿高。但油面不应超过轴承最低但油面不应超过轴承最低滚动体的中心。滚动体的中心。当当v vs s 10m/s时，采用压力喷油润滑。时，采用压力喷油润滑。当当5m/sv vs s 10 m/s时，采用蜗杆在上的结构时，采用蜗杆在上的结构（搅油阻力大）（搅油阻力大）。浸入油池的蜗轮深度为（浸入油池的蜗轮深度为（1/61/31/61/3）r r2 2。ra/3 一一个个齿齿高高蜗杆下置式冷却效果更好。蜗杆下置式冷却效果更好。三、三、蜗杆

30、传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡计算由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内，油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此，对连续工作的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算由热平衡条件：由热平衡条件：H H1 1=H=H2,2,其中：其中：P P1 1-蜗杆传递的功率；蜗杆传递的功率；d d-表面散热系数；一般取：表面散热系数；一般取：d d=8.1517.45 W/(m2)S S-散热面积散热面积,m,m2 2,指箱体外壁与空气接触而内壁被指箱体外壁与空气接触而内壁被油飞溅到的箱壳面积。对于箱体上的散热片，其散热油飞溅到的箱壳面积。对于箱体上的散热片，其散热面积按面积按

31、50%50%计算。计算。摩擦损耗产生的热量摩擦损耗产生的热量:H H1 1=1000P=1000P1 1(1-)(1-)箱璧散发的热量箱璧散发的热量:H H2 2=d d S(tS(t0 0-t ta a )-蜗杆传递的效率；蜗杆传递的效率；t t0 0-工作油温，一般取：工作油温，一般取：6070 t ta a-工作环境温度，一般取：工作环境温度，一般取：20 由于由于发热大发热大易胶合易胶合热平衡计算热平衡计算潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制 当工作油温：当工作油温：t0 80 或或散热面积不足时，应采散热面积不足时，应采取散热措施：取散热措施：1 1）增加散热面积）增加散热面积

32、-加散热片；加散热片；2 2）提高表面传热系数）提高表面传热系数-加风扇、冷却水管、循环油冷却。加风扇、冷却水管、循环油冷却。油泵油泵冷冷却却器器冷冷却却水水或保持工作温度所需散热面积：或保持工作温度所需散热面积：S S=m2d d(t0-ta)1000P1000P1 1(1-)(1-)得：得：t0=ta+d d S S1000P1000P1 1(1-)(1-)800其中其中S=9S=9a a1.88 1.88 mm2 2潘存云教授研制蜗杆的结构蜗杆的结构:通常与轴制成一体通常与轴制成一体z1=1或或2时：时：b1(11+0.06z2)mz1=4时时:b1(12.5+0.09z2)mb1 蜗杆

33、轴蜗杆轴蜗杆长度蜗杆长度b1的确定：的确定：7.6 圆柱圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计蜗杆与蜗轮的结构设计1)无退刀槽结构：加工螺旋部分时只能用铣制的办法。2)有退刀槽：加工螺旋部分可以车制，也可以铣制。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制蜗轮齿宽角蜗轮齿宽角 90130 轮圈轮圈厚度厚度 C 1.6m+1.5 mm轮缘宽度轮缘宽度B 0.75da 0.67 da 蜗轮顶圆直径蜗轮顶圆直径de2 da2+2m da2+1.5m da2+2m 蜗杆头数蜗杆头数Z11 2 4蜗轮的常用结构：蜗轮的常用结构：整体式整体式组合式组合式过盈配合过盈配合de2de2de2de2BBBBccc组合式组合式螺栓联接螺栓联接组合式铸造组合式铸造骑缝螺钉骑缝螺钉48个，孔心向硬边偏移个，孔心向硬边偏移=23mm潘存云教授研制