蜗杆传动：失效形式、常用材料和热平衡

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：3）由于蜗杆传动的效率较低，在工作时便产生大量的热。所以对连续工作或散热条件差的闭式蜗杆传动，必须对其发热量和散热量进行平衡计算，使传动装置的温度保持在许可范围内。

1.蜗杆传动的失效形式

蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式类似，有齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损及轮齿折断等。由于蜗杆与蜗轮齿面间的相对滑动速度很大，摩擦也很大，因而主要失效形式是胶合和磨损。轮齿的弯曲疲劳折断很少发生，一般不予考虑。闭式传动易出现胶合，开式传动则易产生磨损。胶合和磨损随齿面间滑动速度及接触应力的增大而加剧。加了防止胶合和减缓磨损，除选用减摩性材料组合和采用适当润滑外，还必须限制接触应力。

2.蜗杆传动的常用材料

蜗杆传动选材时不仅要求具有足够的强度，而且还要求有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合的能力。实践表明，较理想的材料组合是淬硬磨削的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮。

常用的蜗杆材料是优质碳素钢或合金钢，通常经淬火或渗碳淬火处理，使其齿面硬度高达（45～50）HRC以上，再经磨削加工以减小表面粗糙度值，提高承载能力。

蜗轮或其轮缘多采用青铜材料。锡青铜减摩性及耐磨性好，抗胶合能力强，但价格较高，用于滑动速度v_s=（5～25）m/s的蜗杆传动中。铸铝铁青铜力学性能好并耐冲击，价格又较低，但耐磨性及抗胶合能力差，一般用于滑动速度v_s=（6～10）m/s的传动中。灰铸铁用于v_s≤2m/s的不重要传动中。

3.蜗杆传动的效率和热平衡概念

（1）蜗杆传动的效率蜗杆传动一般为闭式传动，其总效率包括三部分：轮齿啮合效率、轴承效率和搅油、溅油效率。而总效率主要取决于啮合效率，可按螺旋传动效率进行近似计算。蜗杆传动的总效率公式

η≈tanγ/tan（γ+ρ_v）

式中 _η——蜗杆传动的总效率；

γ——蜗杆导程角（°）；

ρ_v——当量摩擦角（°），取决于蜗杆副材料和滑动速度。

蜗杆传动的总效率_η估算值见表1-10。

表1-10 蜗杆传动总效率η