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减速机蜗杆蜗轮强度计算公式

来源：曙光传动发布时间：2011/7/25 16:20:55

减速机在蜗杆与蜗轮的啮合点C上，作用着大小相等、方向相反的法向力Fn。这法向力Fn可以分解成三个互相垂直的分力：切向力Ft、轴向力Fx及径向力Fr。

在蜗杆与蜗轮的啮合点C上，作用着大小相等、方向相反的法向力Fn。这法向力Fn可以分解成三个互相垂直的分力：切向力Ft、轴向力Fx及径向力Fr。由于蜗杆轴与蜗轮轴交错成90°，故蜗杆切向力Ft1等于蜗轮轴向力Fx2，蜗杆轴向力Fx1等于蜗轮切向力Ft2，蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2。它们分别是一对作用力与反作用力。即：

Ft1=Fx2=2T1/d1(3-66)

Ft2=Fx2=2T1/d2(3-67)

Fr2=Fr1=Ft2tga 　　　　 (3-68)

式中T1、T2--分别为作用在蜗杆与蜗轮上的转矩，T2=iT1；
i--蜗杆传动的传动比；
h--蜗杆传动效率；
d1、d2--分别为蜗杆与蜗轮的分度圆直径；
a--压力角，通常 a=20°。

（二）齿面接触强度计算

蜗杆一般为钢制，其强度较高，通常不损坏，故一般不进行强度计算。

蜗轮多数由青铜制造，青铜的强度与硬度比钢差。蜗轮轮齿损坏形式与齿轮相似，有齿面磨损、胶合、点蚀及齿根折断。其中胶合及磨损破坏较为常见。

胶合，磨损随滑动速度及接触应力的增大而加剧，为此，除选用减摩性材料和_良好润滑外，还_限制接触应力。因此，蜗轮齿面接触强度计算是蜗杆传动的重要部分。它的设计公式为

（3－69）

式中T2--作用在蜗轮上的转矩，N•mm；
K--载荷系数，K＝1～1.4。当载荷平稳，滑动速度vs小于等于3m/s及精度较高时，取低值。
[s]H--蜗轮的许用接触应力，MPa
蜗轮的许用接触应力[s]HMPa

灰铸铁或强度_ s_b ≥300MPa 的青铜蜗轮
配对材料		滑动速度 (m/s)
蜗杆	蜗轮	0.25	0.5	1	2	3	4
20 钢、 20Cr 渗碳 45 钢淬火	HT150	166	150	127	95	-	-
	HT200	202	182	154	115	-	-
	ZCuA110Fe3	190	180	173	163	154	149
45 钢调质	HT150	139	125	106	79	-	-
45 钢调质	HT200	168	152	128	96	-	-

强度_ s_b <300MPa 的青铜蜗轮
蜗轮材料	铸造方法	蜗杆齿面硬度
蜗轮材料	铸造方法	≤45HRC	>45HRC
ZCuSn5Pb1	砂模铸造	150	180
ZCuSn5Pb1	金属模铸造	220	268
ZCuSn5Pb5Zn5	砂模铸造	113	135
	金属模铸造	128	140
	离心铸造	158	183