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普通圆柱蜗杆传动的
承载能力计算
一、蜗杆传动的失效形式
由于结构和材料上的原因，失效总是发生在蜗轮上。
结构上n蜗杆是连续的齿
n蜗轮的齿是孤立的
材料上n蜗杆是钢制的，强度较高
n蜗轮的材料是青铜，强度较低
主要的失效形式n蜗轮胶合、磨损、点蚀
n蜗杆刚度不足
二、蜗杆传动的设计准则
蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算
——防止齿面胶合、过度磨损。
蜗轮的齿面接触疲劳强度计算
设计
准则
蜗杆的刚度计算——防止蜗杆刚度不足引起的失效。
传动系统的热平衡计算——防止过热引起的失效。
开式传动
多发生齿面磨损与断齿，应保证齿根
弯曲疲劳强度。
闭式传动
多发生齿面胶合与点蚀，应按齿面接触疲
劳强度进行设计，校核齿根弯曲疲劳强度。
此外，由于散热较困难，还应作热平衡核算。
三、蜗杆传动的常用材料
对蜗杆副材料的要求：
n足够的强度n良好的磨合n耐磨性能
铸锡青铜：耐磨性最好，但价格较高，用于vs≥3m/s的重要传动
；
蜗轮铸铝青铜：耐磨性稍差，但价格便宜，用于vs<4m/s的传动；
灰铸铁、球墨铸铁：用于vs<2m/s的传动。
高速重载、载荷变化时：低碳合金
钢渗碳淬火；20Cr、20CrMnTi、
12CrNi3A等；
蜗杆高速重载、载荷平稳时：中碳钢、
中碳合金钢表面淬火；40Cr、45、
40CrNi、42SiMn等；
一般应用：40、45钢调质
四、圆柱蜗杆传动的受力分析
法向力可分解为三个分力：ω2
潘存云教授研制
Fr2
圆周力F轴向力F径向力F
tarFa2αFt2
且不计摩擦时有如下关系：
ω1
Ft1=-Fa2=2T1/d1
Fa1=-Ft2=2T2/d2Ft1
Fa1
Fr1=-Fr2=Ft2tanαFr1
式中：T、T分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。T=Tih
1221
方向判断方法与斜齿轮相同
主动轮左旋
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