6.5.3 蜗杆传动的失效、材料、散热与润滑
1)失效形式
闭式蜗杆传动的主要失效形式是轮齿齿面的点蚀、磨损和胶合。 开式传动中,主要是轮齿的磨损和弯曲折断。 由于蜗杆齿为连续的螺旋齿,且材料强度通常高于蜗轮材料强度,因而失效总是发生在蜗轮轮齿上。 因此,只需作蜗轮轮齿的强度计算,详见机械设计手册。
2)材料的选择
根据蜗杆传动的失效形式,对蜗杆传动副材料组合的要求是:有良好的减摩性、导热性和抗胶合性;有足够的强度。
蜗杆多采用调质钢、渗碳钢和表面淬火钢制造,如45,20CT,42SiMn,40CNi 等。 常经热处理提高齿面硬度,增加耐磨性。
蜗轮常用铸造锡青铜ZCuSn10P1,ZCuSn6Pb6Zn3,以及铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe3;低速和不重要的传动,可采用铸铁材料。
3)散热与润滑
由于蜗杆传动的滑动速度大,效率较低,在工作时产生大量的热,若散热条件差,润滑不良,箱体温度上升,润滑失效,则会导致齿面的胶合。 因此,为了延长蜗杆传动的使用寿命和提高其传动效率,应高度重视蜗杆传动的散热和润滑。
(1)散热
当蜗杆传动的工作温度超过90 ℃时,通常使用的散热措施为:
①箱体上设散热片。
②蜗杆轴端加装风扇(见图6.24(a))。
③箱内设置冷却水管(见图6.24(b))。
④采用压力喷油循环润滑(见图6.24(c))。(https://www.daowen.com)
图6.24 蜗杆传动的冷却方式
普通圆柱蜗杆传动的散热计算,详见机械设计手册。
(2)润滑
蜗杆传动一般用油润滑。 润滑方式有油浴润滑和喷油润滑两种。 根据齿面滑动速度vs选定,即
式中 vs——齿面滑动速度,m/s;
d1——蜗杆分度圆直径,mm;
n1——蜗杆转速,r/min;
γ——蜗杆导程角,(°)。
对vs ＜10 m/s 的中低速蜗杆传动,大多采用油浴润滑;vs ＞10 m/s 的蜗杆传动,采用喷油润滑。 对闭式蜗杆传动,常用润滑油黏度牌号及润滑方式见表6.8。
表6.8 蜗杆传动润滑油牌号和润滑方式
