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蜗杆传动的失效形式和维护

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润滑油牌号
680
460
320
220
润滑方式
油浴润滑
油浴或喷油润滑
喷油润滑
蜗杆传动的散热
蜗杆传动由于摩擦大，传动效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果不能及时散热，会使传动装置及润滑油的温度不断升高，促使润滑条件恶化，最终导致胶合等齿面损伤失效。一般应当控制箱体的平衡温度t<75~85℃,如果超过这个限度，应提高箱体散热能力，可考虑采取下面的措施：在箱体外壁增加散热片如图2(a)；在蜗杆端装置风扇进行人工通风如图2(b)；在箱体油池内装蛇形冷却水管如图2(c)；采用压力喷油循环润滑如图2(d)等，如图1所示。
图2பைடு நூலகம்
蜗杆传动的维护
1）按说明书要求定期更换润滑油，牌号、油量要符合要求。
2）变速换档时要注意在低速或停车状态下进行，以防撞击齿轮。
3）如有异常声音及时停车检查，并作定期维修
蜗杆传动的失效形式和维护
蜗杆传动的失效形式
蜗杆传动失效形式与齿轮传动类似，有疲劳点蚀、齿面胶合、齿面磨损、轮齿折断等，如图1所示。
一般情况下失效总是在蜗轮上发生。蜗杆的刚度、强度不够使传动失效。由于蜗杆传动齿面滑动速度较大、发热量大、磨损较为严重，所以一般开式传动的失效形式主要是由于润滑不良、润滑油不洁而造成磨损；一般润滑良好地闭式传动失效形式主要是胶合、点蚀。
点蚀胶合磨损
折断
图1
蜗杆传动的润滑
润滑对蜗杆传动具有特别重要的意义。由于蜗杆传动摩擦产生的发热量较大，所以要求工作时有良好的润滑条件。润滑的主要目的在于减摩与散热，提高蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。蜗杆传动的润滑方式主要有油池润滑和喷油润滑。
蜗杆传动润滑油牌号和润滑方式的选择见下表
润滑速度/(m/min)

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《机械设计》第12章 蜗杆传动

《机械设计》第12章 蜗杆传动


阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2
蜗杆传动失效形式

蜗杆传动失效形式

提问：
1、
蜗杆传动的
主要参数
2、蜗杆传动的计算公式
教学过程设计及知识点传授：
二、蜗杆传动的材料
要求：1）足够的强度；2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性
蜗杆材料
40、45，调质HBS220~300——低速，不太重要
40、45、40Cr，表面淬火，HRC45~55——一般传动
15Cr、20Cr、12CrNiA、18CrMnT1、O20CrK渗碳淬火、HRC58~63——高速重载
蜗轮材料
铸造锡青铜（ZCuSn10P1，ZCuSn5P65Zn5）——VS≥3m/s时，减摩性好，抗胶合性好，价贵，强度稍低。
铸造铝铁青铜（ZcuAl10Fe3）——VS≤4m/s，减摩性、抗胶合性稍差，但强度高，价兼
铸铁：灰口铸铁；球墨铸铁。——VS≤2m/s，要进行时效处理、防止变形。
三、蜗杆、蜗轮的结构
Ft——“主反从同”，Fr——指向轴线
Fa1——蜗杆左（右）手螺旋定则，
板书设计：一、
二图三
教后反思：
设计准则：为按齿根弯曲疲劳强度为设计准则
闭式传动：主要失效是胶合和点蚀
设计准则：按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，另计算热平衡和蜗杆刚度。
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。
教法
学法
讨论：
各种常用材料的性能特点
比如：
强度、
硬度、
塑性、
韧性
教学过程设计及知识点传授：
这种结构多用于尺寸不大或工作温度变化较小的场合，见图7—10b。
10-03蜗杆传动的失效形式、材料和结构[7页]

10-03蜗杆传动的失效形式、材料和结构[7页]


观察结构
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动
蜗轮结构：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。
观察结构
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗轮结构：组合浇注式， 在轮芯上预制出榫槽，浇注上青铜轮缘并切齿。
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动
蜗杆传动齿面间的滑动速度：蜗杆与蜗轮齿廓在节点处有较大的相对滑动速度 ，其方向沿蜗杆 螺旋线的切料和结构
蜗杆传动
蜗杆传动的失效形式：
蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿强度，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。
蜗杆传动
观察结构
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆结构：蜗杆与轴常做成一体，称为蜗杆轴。
蜗杆传动
观察结构
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动
蜗轮结构：分为整体式和组合式。铸铁蜗轮或直径小于 100 mm 的青铜蜗轮做成整体式。
10.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动
蜗轮结构：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。
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 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 的场合。对于 对效率要求也不高的蜗杆传动，蜗轮材料可用灰铸铁。
闭式蜗杆传动的主要失效形式

闭式蜗杆传动的主要失效形式

闭式蜗杆传动的主要失效形式闭式蜗杆传动是一种广泛使用的机械传动装置，它的失效形式也是业内关注的焦点。

因此，对闭式蜗杆传动的主要失效形式进行详细介绍，可以帮助人们在设计和使用时尽量避免出现问题。

首先，闭式蜗杆传动的主要失效形式之一是轴承失效。

轴承失效是指轴承在使用过程中出现故障，造成传动效率降低或者传动装置不能正常运行。

轴承失效的原因可以归纳为轴承结构设计不合理、轴承材料品质低劣、轴承环境及温度条件不正常以及轴承的润滑状况不佳等几大类。

因此，在使用蜗杆传动时，应注意选择合适的轴承，并给予良好的润滑保养，以避免轴承失效。

其次，闭式蜗杆传动的主要失效形式之二是齿轮损坏。

齿轮损坏是指齿轮在使用过程中出现断裂、磨损或缺口等情况，造成传动效率降低或者传动装置不能正常运行。

一般情况下，齿轮损坏的原因有：齿轮材料品质低劣；齿轮精度不够；齿轮装配不当；齿轮的润滑不足；齿轮的可靠性低等。

因此，在使用蜗杆传动时，应注意选择合适的齿轮材料，确保齿轮精度，尽量避免装配失误，保证润滑状况，以避免齿轮损坏。

再次，闭式蜗杆传动的主要失效形式之三是螺杆磨损。

螺杆磨损是指螺杆在使用过程中出现磨损，造成传动效率降低或者传动装置不能正常运行。

螺杆磨损的原因可以归纳为螺杆结构设计不合理、螺杆材料品质低劣、螺杆工作状态不正常、螺杆润滑条件不佳等几大类。

因此，在使用蜗杆传动时，应注意选择合适的螺杆，并给予良好的润滑保养，以避免螺杆磨损。

最后，闭式蜗杆传动的主要失效形式之四是螺母失效。

螺母失效是指螺母在使用过程中出现断裂、磨损或缺口等情况，造成传动效率降低或者传动装置不能正常运行。

螺母失效的原因可以归纳为螺母结构设计不合理、螺母材料品质低劣、螺母装配不当、螺母的润滑不足等几大类。

因此，在使用蜗杆传动时，应注意选择合适的螺母，并给予良好的润滑保养，以避免螺母失效。

总之，闭式蜗杆传动的主要失效形式包括轴承失效、齿轮损坏、螺杆磨损和螺母失效。

这些失效形式都是由于设计、材料或者润滑状况不当而导致的，因此，应注意选择合适的材料，确保设计精度，保证润滑状况，以避免上述失效形式的发生。