10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构


10.3.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则

  在蜗杆传动中,由于材料和结构上的原因,蜗杆螺旋部分的强度总是高干蜗轮轮齿强度,所以失效常发生在蜗轮轮齿上。由于蜗杆传动中的相对速度较大,效率低,发热量大,所以蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮齿面胶合、点蚀及磨损。由于对胶合和摩损的计算目前还缺乏成熟的方法。因而通常是仿照设计圆柱齿轮的方法进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的计算,但在选取许用应力时,应适当考虑胶合和磨损等因素的影响。 对闭式蜗杆传动,通常是先按齿面接触疲劳强度设计,再按齿根弯曲强度进行校核。对于开式蜗杆传动,则通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算。此外,闭式蜗杆传动。由于散热困难,还应进行热平衡计算。

10.3.2 蜗杆、蜗轮常用材料


  蜗杆材料一般用碳钢或合金钢制成。为了提高其耐摩性,通常要求蜗杆淬火后磨削或抛光。蜗杆常用材料见蜗轮材料常用青铜。锡青铜具有良好的耐磨性和抗胶合能力,但抗点蚀能力低,价格较高,用于滑动速度>5m/s的重要传动。铝铁青铜,锰青铜等机械强度高,价格低,但耐磨性和抗胶合能力稍差,适用于≤5m/s的场合。对于≤2m/s,对效率要求也不高的蜗杆传动,蜗轮材料可用灰铸铁。常用蜗轮材料见


10.3.3 蜗杆,蜗轮的结构
1. 蜗杆结构
蜗杆与轴常做成一体,称为蜗杆轴.
2. 蜗轮结构
蜗轮结构分为整体式组合式。铸铁蜗轮或直径小于100㎜的青铜蜗轮做成整体式,为了降低材料成本,大多数蜗轮采用组合结构,齿圈用青铜,而轮齿用价格较低的铸铁或钢制造。齿圈与轮芯的联接方式有以下三种:

(1) 压配式齿圈和轮芯用过盈配合联接。配合面处制有定位凸肩。为使联接更可靠,可加装4-6个螺钉,拧紧后切去螺钉头部。由于青铜较软,为避免将孔钻偏,应将螺孔中心线向较硬的轮芯偏移2-3㎜。这种结构多用于尺寸不大或工作温度变化较小的场合。

(2) 螺栓联接式蜗轮齿圈和轮芯常用铰制孔用螺栓联接,定位面A处采用过盈配合,螺栓与孔采用过渡配合。齿圈和轮芯的螺栓孔要一起铰制。螺栓数目由剪切强度确定。这种联接方式装拆方便,常用于尺寸较大或磨损后需要更换齿圈的蜗轮。

(3) 组合浇注式在轮芯上预制出榫槽,浇注上青铜轮缘并切齿。该结构适于大批生产。