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§4-4 材料及许用应力
1、材料及热处理
蜗杆蜗轮材料组合的要求：减摩、耐磨性好、抗胶合能力强
A、蜗杆
常用材料有：
碳素钢：45、…
合金钢：40Cr、20Cr、20CrMnTi、…
常用热处理方式：
调质：45 调质(硬度 ≤ 350HBS)
淬火：40Cr表面淬火(45～55HRC)、20Cr渗碳淬火(58～63HRC)
B、蜗轮
按相对滑动速度 来选取。
≤2m/s 灰铸铁 用于低速、轻载或不重要的传动；
≤4m/s 铝铁青铜 抗胶合能力远比锡青铜差，但强度较高，价格便宜，用于速度较低的传动；
≤25m/s 铸磷锡青铜 减摩、耐磨性好，抗胶合能力强，但其强度较低，价格较贵，用于高速或重要传动。
2、许用应力
(1)许用接触应力
A、若蜗轮材料为青铜且 <300MPa时：
传动的承载能力常取决于蜗轮的接触疲劳强度。此时：
许用接触应力：
 ＝  。
式中：
ZN为寿命系数，＝ ，N＝ ；若 ，应取 代入计算。
为基本许用应力，查表4-5。
表4-5 普通圆柱蜗杆传动中蜗轮的基本许用应力和 (MPa)
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蜗轮材料
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铸造方法
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适用的滑动速度
/(m/s)
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机械性能
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蜗杆齿面硬度
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≤350HBS
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＞45HRC
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一侧受载
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两侧受载
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ZCuSn10P1
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砂模
金属模
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≤12
≤25
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130
170
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220
310
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180
200
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200
220
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51
70
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32
40
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ZCuSnPb5Zn5
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砂模
金属模
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≤10
≤12
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90
100
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200
250
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110
135
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125
150
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33
40
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24
29
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ZCuAL10Fe3
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砂模
金属模
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≤10
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180
200
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495
540
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见表4-6
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82
90
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64
80
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HT150
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砂模
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≤2
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-
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150
|
40
|
25
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HT200
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砂模
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≤2~2.5
|
-
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200
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48
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30
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B、若蜗轮材料为铸铁或青铜(>300MPa)时：
传动的承载能力常取决于蜗轮的抗胶合能力。
许用接触应力与应力循环次数无关，而与齿面间相对滑动速度有关，其值按表4-6选取。
(2)许用弯曲应力
 ＝
式中：
YN为寿命系数， ，N＝；若，应取代入计算。
为基本许用应力，查表4-5。
表4-6 铸铁或青铜(>300MPa)蜗轮的许用接触应力(MPa)
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材料
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滑动速度(m/s)
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蜗轮
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蜗杆
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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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6
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8
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ZCuAl10Fe3
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钢(淬火)*
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250
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230
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210
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180
|
160
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120
|
90
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HT200
HT150
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渗碳钢
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130
|
115
|
90
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-
|
-
|
-
|
-
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HT150
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钢(调质或正火)
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110
|
90
|
70
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-
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-
|
-
|
-
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注：1、表4-6的数据是在良好跑合与润滑条件下给出的，若不满足此条件，则表中的数据应降低30%左右；
2、＊蜗杆未经淬火时，表中值需降低20%。
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