普通圆柱蜗杆传动承载能力计算VIP免费

普通圆柱蜗杆传动承载能力计算(一)蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料和齿轮传动一样， 蜗杆传动的失效形式也有点蚀(齿面接触疲劳破坏 )、齿根折断、曲面胶合及过度磨损等。由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效经常发生在蜗轮轮齿上。因此，一般只对蜗轮轮齿进行承载能力计算。由于蜗杆与蜗轮齿面间有较大的相对滑动，从而增加了产生胶合和磨损失效的可能性，尤其在某些条件下(如润滑不良 ),蜗杆传动因齿面胶合而失效的可能性更大。因此，蜗杆传动的承载能力往往受到抗胶合能力的限制。在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断，因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动的主要设计准则。在闭式传动中， 蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。因此，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。此外，闭式蜗杆传动，由于散热较为困难，还应作热平衡核算。由上述蜗杆传动的失效形式可知，蜗杆、蜗轮的材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用15Cr或 20Cr，并经渗碳淬火； 也可用 40、45 号钢或 40Cr 并经淬火。这样可以提高表面硬度，增加耐磨性。通常要求蜗杆淬火后的硬度为 40～55HRC，经氮化处理后的硬度为55～62HRC。一般不太重要的低速中载的蜗杆，可采用40 或 45 号钢，并经调质处理，其硬度为220～300HBS。常用的蜗轮材料为铸造锡青铜(ZCuSnlOPl，ZCuSn5Pb5Zn5)、铸造铝铁青铜 (ZCuAl10Fe3)及灰铸铁 (HTl5O 、HT2OO)等。锡青铜耐磨性最好，但价格较高，用于滑动速度Vs≥3m/s的重要传动；铝铁青铜的耐磨性较锡青铜差一些，但价格便宜，一般用于滑动速度 Vs≤4m/s 的传动；如果滑动速度不高(Vs<2m/s)，对效率要求也不高时，可采用灰铸铁。为了防止变形，常对蜗轮进行时效处理。(二)蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析和斜齿圆柱齿轮传动相似。在进行蜗杆传动的受力分析时，通常不考虑摩擦力的影响。图<蜗杆传动的受力分析 >所示是以右旋蜗杆为主动件，并沿图示的方向旋转时， 蜗杆螺旋面上的受力情况。 设 Fn 为集中作用于节点 P 处的法向载荷，它作用于法向截面Pabc内(图<蜗杆传动的受力分析 >a)。Fn 可分解为三个互相垂直的分力，即圆周力 Ft、径向力 Fr 和轴向力 Fa。显然，在蜗杆与蜗轮间，相互作用着 Ft1 与 Fa2、Fr1 与 Fr2 和 Fa1 与 Ft2 ...