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如圖3－57所示的蝸桿傳動中，在蝸桿與蝸輪的嚙合點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矩，T2=iT1；
i--蝸桿傳動的傳動比；
h--蝸桿傳動效率；
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）齒面接觸強度計算
蝸桿一般為鋼制，其強度較高，通常不損壞，故一般不進行強度計算。
蝸輪多數由青銅制造，青銅的強度與硬度比鋼差。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，磨損隨滑動速度及接觸應力的增大而加劇，為此，除選用減摩性材料和保證良好潤滑外，還必須限制接觸應力。因此，蝸輪齒面接觸強度計算是蝸桿傳動的重要部分。它的設計公式為
（3－69）
式中 T2--作用在蝸輪上的轉矩，N·mm；
K--載荷系數，K＝1～1.4。當載荷平穩，滑動速度 vs小于等于3m/s及精度較高時，取低值。
[s]H--蝸輪的許用接觸應力，MPa，見表3－24。
表3－24 蝸輪的許用接觸應力[s]H MPa
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灰鑄鐵或強度極限 sb≥300MPa的青銅蝸輪
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配對材料
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滑動速度(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
|
3
|
4
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20鋼、20Cr滲碳45鋼淬火
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HT150
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166
|
150
|
127
|
95
|
-
|
-
|
|
HT200
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202
|
182
|
154
|
115
|
-
|
-
|
|
|
ZCuA110Fe3
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190
|
180
|
173
|
163
|
154
|
149
|
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|
45鋼調質
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HT150
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139
|
125
|
106
|
79
|
-
|
-
|
|
HT200
|
168
|
152
|
128
|
96
|
-
|
-
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強度極限 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
|
268
|
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ZCuSn5Pb5Zn5
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砂模鑄造
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113
|
135
|
|
金屬模鑄造
|
128
|
140
|
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離心鑄造
|
158
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183
|
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冀公網安備13092802000153號
