蝸桿傳動的案例
【專業(yè)知識】關于蝸輪蝸桿傳動，這些知識點總結很清晰
渦輪蝸桿的特點：
1.可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構緊湊。
2.兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯軸斜齒輪機構。
3.蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小。
4.具有自鎖性。當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。如在起重機械中使用的自鎖蝸桿機構，其反向自鎖性可起安全保護作用。
5.傳動效率較低，磨損較嚴重。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對滑動速度大使齒面磨損嚴重、發(fā)熱嚴重，為了散熱和減小磨損，常采用價格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高。
6.蝸桿軸向力較大。
下面通過一段視頻，來了解一下
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在渦輪蝸桿傳動中，蝸輪輪齒的失效形式有點蝕、磨損、膠合和輪齒彎曲折斷。但一般蝸桿傳動效率較低，滑動速度較大，容易發(fā)熱等，故膠合和磨損破壞更為常見。
渦輪蝸桿傳動為了避免膠合和減緩磨損，其材料必須具備減摩、耐磨和抗膠合的性能。一般蝸桿用碳鋼或合金鋼制成，螺旋表面應經熱處理（如淬火和滲碳），以便達到高的硬度（HRC45～63），然后經過磨削或珩磨以提高傳動的承載能力。蝸輪多數用青銅制造，對低速不重要的傳動，有時也用黃銅或鑄鐵。
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齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動、帶傳動、連桿機構及其傳動等8大機械傳動PPT
機械傳動在機械工程中應用非常廣泛，今天分享一篇齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動、帶傳動、連桿機構及其傳動、凸輪機構、螺旋機構和液壓傳動八大機械傳動知識培訓PPT，絕對干貨。
機械設計習題及答案分享
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1 試分析下圖所示蝸桿傳動中各軸的回轉方向、蝸輪輪齒的螺旋方向及蝸桿蝸輪所受各力的作用位置及方向。
解：各軸的回轉方向如下圖所示，其中沃倫蝸桿共用軸回轉方向垂直向上（圖上未標注）。蝸輪2、4的輪齒螺旋線方向均為右旋。蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置及方向如下圖
2 設計用于帶式輸送機的普通圓柱蝸桿傳動，傳遞效率 = 5.0 kW ， = 960 r/min ，傳動比i = 23 ，由電動機驅動，載荷平穩(wěn)。蝸桿材料為20Cr ，滲碳淬火，硬度≥58HRC 。蝸輪材料為ZCuSn10P1 ，金屬模鑄造。蝸輪減速器每日工作8 h ，要求工作壽命為7年（每年按300工作日計）。
解：1. 選擇蝸桿傳動類型
根據GB/T 10085-1998的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。
2. 按齒面接觸疲勞強度進行設計
根據閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核彎曲疲勞強度。
展開 
淺議微晶合金技術在機械傳動中的應用
由圖2、圖3可見，在相同的工作環(huán)境下，施加20kN 同樣大小的載荷，普通蝸輪材料的屈服應力值為275.7MPa，微晶合金蝸輪材料的屈服應力值僅為55.15MPa，極大地提高了傳動的效率以及穩(wěn)定性。
3 結論
(1)根據分析結果可知，在同等條件下蝸輪采用微晶合金變形比常用材料小。
(2)微晶合金蝸輪可以應用到要求更苛刻的機械傳動領域，可以傳遞更大的扭矩。
(3)微晶合金蝸輪的耐磨性優(yōu)于普通材料。
(4)微晶合金材料的抗沖擊能力(材料強度及韌性)、減摩性能(對蝸桿的保護作用及溫室)以及材質的可靠性、穩(wěn)定性等都相對優(yōu)越于普通材料。
4 結語
機械傳動的性能、效率、能耗是當前機械行業(yè)發(fā)展水平的評價標準，亟需基礎材料的更新換代。微晶合金材料具有比普通材料更優(yōu)越的性能，可為國家能源節(jié)約以及制造業(yè)的升級帶來了很大的材料支撐，此新材料技術并將引導未來支柱產業(yè)的革命，意義重大。
展開 機械設計39條禁令
（摩擦防松、機械防松、破壞螺旋副運動關系防松）
18.提高螺紋連接強度的措施：降低影響螺栓疲勞強度的應力幅（減少螺栓剛度或增大被連接件剛度）、改善螺紋牙上載荷分布不均的現象、減小應力集中的影響、采用合理的制造工藝
19.鍵連接類型：平鍵連接（兩側面是工作面）、半圓鍵連接、鍥鍵連接、切向鍵連接
20.帶傳動分為：摩擦型和嚙合型
21.帶的瞬間最大應力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處；帶一周，應力變化四次
22.V帶傳動的張緊：定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的張緊裝置
23.滾子鏈的鏈節(jié)數一般為偶數（鏈輪的齒數取奇數），滾子鏈為奇數時采用過度鏈節(jié)
24.鏈傳動張緊的目的：避免在鏈條的松邊垂度過大時產生嚙合不良和鏈條振動現象，同時為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角
25.齒輪的失效形式：輪齒折斷、齒面磨損（開式齒輪）、齒面點蝕（閉式齒輪）、齒面膠合、塑性變形（從動輪出現脊棱、主動輪出現溝槽）
26.齒輪工作面的硬度大于350HBS或38HRS的稱為硬面齒；反之為軟齒面齒輪
27.提高制造精度，減小齒輪直徑以降低圓周速度，均可減小動載荷；為了減小動載荷，可將齒輪進行齒頂修緣；將齒輪的輪齒做成鼓形是為了改善齒向載荷分布
28.Tanr=z1:q（直徑系數） 導程角越大，效率越高，自鎖性越差
29.對蝸輪進行變位，變位后蝸輪的分度圓和節(jié)園仍舊重合，只是蝸桿的節(jié)線有所改變不再與其分度圓重合
30.蝸桿傳動的失效形式：點蝕、齒根折斷、齒面膠合及過度磨損；失效經常發(fā)生在蝸輪上
31.閉式蝸桿傳動的功率損耗：嚙合磨損損耗、軸承磨損損耗、進入油池中的零件攪油時的濺油損耗
32.蝸桿傳動必須根據單位時間內的發(fā)熱量等于同時間內的散熱量條件進行熱平衡計算 措施：加裝散熱片以及增大散熱面積、在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣流動、在傳動箱內裝循環(huán)冷卻管路
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（摩擦防松、機械防松、破壞螺旋副運動關系防松）
18.提高螺紋連接強度的措施：降低影響螺栓疲勞強度的應力幅（減少螺栓剛度或增大被連接件剛度）、改善螺紋牙上載荷分布不均的現象、減小應力集中的影響、采用合理的制造工藝
19.鍵連接類型：平鍵連接（兩側面是工作面）、半圓鍵連接、鍥鍵連接、切向鍵連接
20.帶傳動分為：摩擦型和嚙合型
21.帶的瞬間最大應力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處；帶一周，應力變化四次
22.V帶傳動的張緊：定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的張緊裝置
23.滾子鏈的鏈節(jié)數一般為偶數（鏈輪的齒數取奇數），滾子鏈為奇數時采用過度鏈節(jié)
24.鏈傳動張緊的目的：避免在鏈條的松邊垂度過大時產生嚙合不良和鏈條振動現象，同時為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角
25.齒輪的失效形式：輪齒折斷、齒面磨損（開式齒輪）、齒面點蝕（閉式齒輪）、齒面膠合、塑性變形（從動輪出現脊棱、主動輪出現溝槽）
26.齒輪工作面的硬度大于350HBS或38HRS的稱為硬面齒；反之為軟齒面齒輪
27.提高制造精度，減小齒輪直徑以降低圓周速度，均可減小動載荷；為了減小動載荷，可將齒輪進行齒頂修緣；將齒輪的輪齒做成鼓形是為了改善齒向載荷分布
28.Tanr=z1:q（直徑系數） 導程角越大，效率越高，自鎖性越差
29.對蝸輪進行變位，變位后蝸輪的分度圓和節(jié)園仍舊重合，只是蝸桿的節(jié)線有所改變不再與其分度圓重合
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31.閉式蝸桿傳動的功率損耗：嚙合磨損損耗、軸承磨損損耗、進入油池中的零件攪油時的濺油損耗
32.蝸桿傳動必須根據單位時間內的發(fā)熱量等于同時間內的散熱量條件進行熱平衡計算 措施：加裝散熱片以及增大散熱面積、在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣流動
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18.提高螺紋連接強度的措施：降低影響螺栓疲勞強度的應力幅（減少螺栓剛度或增大被連接件剛度）、改善螺紋牙上載荷分布不均的現象、減小應力集中的影響、采用合理的制造工藝
19.鍵連接類型：平鍵連接（兩側面是工作面）、半圓鍵連接、鍥鍵連接、切向鍵連接
20.帶傳動分為：摩擦型和嚙合型
21.帶的瞬間最大應力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處；帶一周，應力變化四次
22.V帶傳動的張緊：定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的張緊裝置
23.滾子鏈的鏈節(jié)數一般為偶數（鏈輪的齒數取奇數），滾子鏈為奇數時采用過度鏈節(jié)
24.鏈傳動張緊的目的：避免在鏈條的松邊垂度過大時產生嚙合不良和鏈條振動現象，同時為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角
25.齒輪的失效形式：輪齒折斷、齒面磨損（開式齒輪）、齒面點蝕（閉式齒輪）、齒面膠合、塑性變形（從動輪出現脊棱、主動輪出現溝槽）
26.齒輪工作面的硬度大于350HBS或38HRS的稱為硬面齒；反之為軟齒面齒輪
27.提高制造精度，減小齒輪直徑以降低圓周速度，均可減小動載荷；為了減小動載荷，可將齒輪進行齒頂修緣；將齒輪的輪齒做成鼓形是為了改善齒向載荷分布
28.Tanr=z1:q（直徑系數） 導程角越大，效率越高，自鎖性越差
29.對蝸輪進行變位，變位后蝸輪的分度圓和節(jié)圓仍舊重合，只是蝸桿的節(jié)線有所改變不再與其分度圓重合
30.蝸桿傳動的失效形式：點蝕、齒根折斷、齒面膠合及過度磨損；失效經常發(fā)生在蝸輪上
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32.蝸桿傳動必須根據單位時間內的發(fā)熱量等于同時間內的散熱量條件進行熱平衡計算
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具體分為：直齒錐輪傳動、斜齒錐齒輪傳動、曲線齒錐齒輪傳動等。
直齒錐輪傳動
斜齒錐齒輪傳動
曲線齒錐齒輪傳動
三、交錯軸齒輪傳動
當兩主軸空間異面交錯的時候，叫交錯軸齒輪傳動。有交錯軸斜齒輪傳動、準雙曲面齒輪傳動、蝸桿傳動等。
常見不常見的齒輪傳動動畫演示，都有了！
1) 交錯軸斜齒輪傳動
2) 準雙曲面齒輪傳動
3) 蝸桿傳動
十種不常見的齒輪傳動
1. 圓柱齒輪傳動1
2. 圓柱齒輪傳動2
每個齒輪（螺桿）都只有一齒，齒輪端面寬度必須大于齒軸間距。
3. 4個小齒輪同軸反向旋轉
這個機制被用來代替3錐齒輪傳動，以避免使用垂直軸。
4. 齒輪聯軸器1
內部齒輪沒有軸承。
5. 齒輪聯軸器2
內部齒輪沒有軸承。
6. 內外部齒輪
7. 齒數相等的齒輪減速器
這是一個通常被認為是不可能實現的結果。
8. 螺旋齒輪傳動1
輔助器外螺旋傳動。
9. 螺旋齒輪傳動2
輔助器內螺旋傳動。
10. 螺旋齒輪傳動3
來源：金屬加工
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4．齒輪傳動的潤滑
答：開式齒輪傳動通常采用人工定期加油潤滑，可采用潤滑油或潤滑脂，一般閉式齒輪傳動的潤滑方式根據齒輪的圓周速度V的大小而定，當V<＝12時多采用油池潤滑，當V>12時，不宜采用油池潤滑，這是因為
（1）圓周速度過高，齒輪上的油大多被甩出去而達不到嚙合區(qū)，
（2）攪由過于激烈使油的溫升增高，降低潤滑性能，
（3）會攪起箱底沉淀的雜質，加速齒輪的磨損，常采用噴油潤滑。
5．為什么蝸桿傳動要進行熱平衡計算及冷卻措施
答：由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若不及時散熱，會引起箱體內油溫升高，潤滑失效，導致齒輪磨損加劇，甚至出現膠合，因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。
措施：
1），增加散熱面積，合理設計箱體結構，鑄出或焊上散熱片，
2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂担?em>蝸桿軸上裝置風扇，或在箱體油池內裝設蛇形冷卻水管。
6．帶傳動的優(yōu)缺點
答：優(yōu)點
1）適用于中心距較大的傳動
2）帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動
3）過載時帶與帶輪間產生打滑，可防止損壞其他零件
4）結構簡單，成本低廉。
答：缺點
1）傳動的外廓尺寸較大
2）需要張緊裝置
3）由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比
4）帶的壽命短
5）傳動效率較低。
7．彈性滑動和打滑的定義
答：彈性滑動是指由于材料的彈性變形而產生的滑動。打滑是指由于過載引起的全面滑動。彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，出現緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可避免的，進而V2總是大于V1。
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4．齒輪傳動的潤滑
答：開式齒輪傳動通常采用人工定期加油潤滑，可采用潤滑油或潤滑脂，一般閉式齒輪傳動的潤滑方式根據齒輪的圓周速度V的大小而定，當V<＝12時多采用油池潤滑，當V>12時，不宜采用油池潤滑，這是因為
（1）圓周速度過高，齒輪上的油大多被甩出去而達不到嚙合區(qū)，
（2）攪由過于激烈使油的溫升增高，降低潤滑性能，
（3）會攪起箱底沉淀的雜質，加速齒輪的磨損，常采用噴油潤滑。
5．為什么蝸桿傳動要進行熱平衡計算及冷卻措施
答：由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若不及時散熱，會引起箱體內油溫升高，潤滑失效，導致齒輪磨損加劇，甚至出現膠合，因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。
措施：
1）增加散熱面積，合理設計箱體結構，鑄出或焊上散熱片；
2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂担?em>蝸桿軸上裝置風扇，或在箱體油池內裝設蛇形冷卻水管。
6．帶傳動的優(yōu)缺點
答：優(yōu)點
1）適用于中心距較大的傳動
2）帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動
3）過載時帶與帶輪間產生打滑，可防止損壞其他零件
4）結構簡單，成本低廉。
答：缺點
1）傳動的外廓尺寸較大
2）需要張緊裝置
3）由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比
4）帶的壽命短
5）傳動效率較低。
7．彈性滑動和打滑的定義
答：彈性滑動是指由于材料的彈性變形而產生的滑動。打滑是指由于過載引起的全面滑動。彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，出現緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可避免的，進而V2總是大于V1。
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10、為什么閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算？
蝸桿傳動存在著相對滑動，摩擦力大，又因為閉式蝸桿傳動散熱性差，容易產生膠合，所以要進行熱平衡計算。
11、齒輪強度計算中， 有哪兩種強度計算理論？分別針對哪些失效？若齒輪傳動為閉式軟齒面傳動，其設計準則是什么？
答：齒面的接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度的計算， 齒面的接觸疲勞強度針對于齒面的疲勞點蝕失效和齒根的彎曲疲勞強度針對于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動為閉式軟齒面傳動，其設計準則是按齒面的接觸疲勞強度設計，校核齒根的彎曲疲勞強度。
12、聯軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)別是什么？
答：聯軸器和離合器的功用是聯接兩軸使之一同回轉并傳遞轉矩。二者區(qū)別是：用聯軸器聯接的兩軸在工作中不能分離， 只有在停機后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在機器運轉過程中隨時分離或接合兩軸。
13、說明油膜承載的必要條件？
答：相對運動的兩表面間必須形成楔形間隙；2、被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應保證潤滑油由大口進，從小口出；3、潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。
14、簡述型號為 7310 的軸承的含義、特點及應用場合。
答：代號含義：7——角接觸球軸承；（0）——正常寬度， 0 ——可省略不寫；3——直徑系列為中系列；10——軸承內徑為 50mm。
特點及應用：可同時承受徑向載荷和單方向的軸向載荷，極限轉速較高，一般成對使用。
15、由齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動組成的傳動系統(tǒng)中，一般應把什么傳動安排在最高速級？把什么傳動安排在最低速級？
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齒輪嚙合的規(guī)定畫法
兩個齒輪嚙合的間隙
圓錐齒輪
單個圓錐齒輪的規(guī)定畫法
圓錐齒輪通常用于垂直相交兩軸之間的傳動。為了設計和制造方便，標準規(guī)定以大端的模數為準，用它決定輪齒的有關尺寸。一對圓錐齒輪嚙合也必須有相同的模數。圓錐齒輪各部分幾何要素的名稱和規(guī)定畫法。
圓錐齒輪各部分幾何要素的尺寸，也都與模數m、齒數z及分度圓錐角δ有關。其計算公式：齒頂高ha=m，齒根高hf=1.2m，齒高h=2.2m；分度圓直徑d=mz，齒頂圓直徑da=m(z＋2cosδ)，齒根圓直徑df=m（z－2.4cosδ）。
單個圓錐齒輪的畫圖步驟
圓錐齒輪的規(guī)定畫法一般用主、左兩個視圖表示，主視圖畫成剖視圖，在投影為圓的左視圖中，用粗實線表示齒輪大端和小端的齒頂圓，用點畫線表示大端的分度圓，不畫齒根圓。單個圓錐齒輪的畫圖步驟：
圓錐齒輪的嚙合畫法
圓錐齒輪的嚙合畫法：主視圖畫成剖視圖，對于標準齒輪來說，由于兩齒輪的分度圓錐面相切，因此，其分度線重合，畫成點畫線；在嚙合區(qū)內，應將其中一個齒輪的齒頂線畫成粗實線，而將另一個齒輪的齒頂線畫成虛線或省略不畫。左視圖畫成外形視圖。軸線垂直相交的兩圓錐齒輪嚙合時，兩節(jié)圓錐角δ1′和δ2′之和為90°。
蝸桿和蝸輪
蝸輪蝸桿傳動一般用于垂直交錯兩軸之間的傳動，蝸桿是主動的，蝸輪是從動的。蝸輪蝸桿的傳動比大，結構緊湊，但效率低，蝸桿的齒數（即頭數）z1相當于螺桿上螺紋的線數。蝸桿常用單頭，在傳動時，蝸桿旋轉一圈，則蝸輪只轉過一個齒，因此，可得到比較大的傳動比（i=z2/z1，z2為蝸輪齒數），蝸桿和蝸輪的輪齒是螺旋形的，蝸輪的齒頂面和齒根面常制成圓環(huán)面。
為設計和加工方便，規(guī)定以蝸桿的軸向模數mx和蝸輪的端面模數mt為標準模數。
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1) 直齒錐輪傳動↓
2) 斜齒錐齒輪傳動↓
交錯軸齒輪傳動
當兩主軸空間異面交錯的時候，叫交錯軸齒輪傳動。有交錯軸斜齒輪傳動、準雙曲面齒輪傳動、蝸桿傳動等。
