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如圖3－57所示的蝸桿傳動(dòng)中，在蝸桿與蝸輪的嚙合點(diǎn)C上，作用著大小相等、方向相反的法向力Fn。這法向力Fn可以分解成三個(gè)互相垂直的分力：切向力Ft、軸向力Fx及徑向力Fr。由于蝸桿軸與蝸輪軸交錯(cuò)成90°，故蝸桿切向力Ft1等于蝸輪軸向力Fx2，蝸桿軸向力Fx1等于蝸輪切向力Ft2，蝸桿徑向力Fr1等于蝸輪徑向力Fr2。它們分別是一對(duì)作用力與反作用力。即：
Ft1=Fx2=2T1/d1 (3-66)
Ft2=Fx2=2T1/d2 (3-67)
Fr2=Fr1=Ft2tga (3-68)
式中 T1、T2--分別為作用在蝸桿與蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，T2=iT1；
i--蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比；
h--蝸桿傳動(dòng)效率；
d1、d2--分別為蝸桿與蝸輪的分度圓直徑；
a--壓力角，通常 a=20°。
（二）齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
蝸桿一般為鋼制，其強(qiáng)度較高，通常不損壞，故一般不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
蝸輪多數(shù)由青銅制造，青銅的強(qiáng)度與硬度比鋼差。蝸輪輪齒損壞形式與齒輪相似，有齒面磨損、膠合、點(diǎn)蝕及齒根折斷。其中膠合及磨損破壞較為常見。
膠合，磨損隨滑動(dòng)速度及接觸應(yīng)力的增大而加劇，為此，除選用減摩性材料和保證良好潤滑外，還必須限制接觸應(yīng)力。因此，蝸輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算是蝸桿傳動(dòng)的重要部分。它的設(shè)計(jì)公式為
（3－69）
式中 T2--作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，N·mm；
K--載荷系數(shù)，K＝1～1.4。當(dāng)載荷平穩(wěn)，滑動(dòng)速度 vs小于等于3m/s及精度較高時(shí)，取低值。
[s]H--蝸輪的許用接觸應(yīng)力，MPa，見表3－24。
表3－24 蝸輪的許用接觸應(yīng)力[s]H MPa
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灰鑄鐵或強(qiáng)度極限 sb≥300MPa的青銅蝸輪
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配對(duì)材料
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滑動(dòng)速度(m/s)
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蝸桿
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蝸輪
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0.25
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0.5
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1
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2
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3
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4
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20鋼、20Cr滲碳45鋼淬火
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HT150
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166
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150
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127
|
95
|
-
|
-
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HT200
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202
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182
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154
|
115
|
-
|
-
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|
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ZCuA110Fe3
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190
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180
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173
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163
|
154
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149
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45鋼調(diào)質(zhì)
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HT150
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139
|
125
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106
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79
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-
|
-
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HT200
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168
|
152
|
128
|
96
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-
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-
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強(qiáng)度極限 sb<300MPa的青銅蝸輪
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蝸輪材料
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鑄造方法
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蝸桿齒面硬度
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≤45HRC
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>45HRC
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ZCuSn5Pb1
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砂模鑄造
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150
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180
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金屬模鑄造
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220
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268
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ZCuSn5Pb5Zn5
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砂模鑄造
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113
|
135
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金屬模鑄造
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128
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140
|
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離心鑄造
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158
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183
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冀公網(wǎng)安備13092802000153號(hào)
