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1、渦 輪 蝸 桿 受 力 分 析 習 題 課 蝸桿傳動減速機，其承載能力大，傳動效率高，結構緊湊、合理。這種減速機可以廣泛地應用于各種傳動機械中的減速傳動，如冶金、礦產(chǎn)、起重、化工、建筑、橡塑、船舶等行業(yè)以及其它機械設備上。 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 受 力 分 析分析蝸桿傳動作用力時，可先根據(jù)蝸桿的螺旋線旋向和蝸桿旋轉方向，按照下面方法確定蝸輪的旋轉方向。例如圖所示為蝸桿下置的傳動，當蝸桿轉動方向為箭頭朝上時，蝸輪為逆時針方向旋轉。 水平蝸桿 環(huán)面蝸桿 渦 輪 蝸 桿 方 向 判 斷右旋蝸桿可按如下方法進行判斷：具體判斷時，可把蝸桿看作螺桿，渦輪看作螺母來考察其相對運動。拇指伸直，其余四指握

2、拳，令四指彎曲方向與蝸桿轉動方向一致，則拇指的指向既是螺桿相對螺母的前進的方向。按照相對運動的原理，螺母相對螺桿的運動方向應與此相反。 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 受 力 分 析蝸桿傳動的受力分析和斜齒輪相似，齒面上的法向力Fn可分解為三個相互垂直的分力：圓周力Ft、軸向Fa和徑向力Fr。上例中各分力的方向如圖所示。當蝸桿軸和蝸輪軸交錯成90o時，蝸桿圓周力Ft1等于蝸輪軸向力Fa2，蝸桿軸向力Fa1等于蝸輪圓周力Ft2，蝸桿徑向力Fr1等于蝸輪徑向力Fr2，即 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 受 力 分 析上式中：T1和T2分別為作用在蝸桿和渦輪上的轉矩；T2T1i，為蝸桿傳動的效率。 蝸輪齒面

3、的接觸強度計算與斜齒輪相似，仍以赫茲公式為計算基礎。如以蝸桿蝸輪在節(jié)點處嚙合的相應參數(shù)代人式(99)，便可得到輪齒齒面接觸強度的驗算公式上式適用于鋼制蝸桿對青銅或鑄鐵蝸輪(指齒圈)。 由式可得設計公式如下： 上兩式中K為載荷系數(shù)。當考慮載荷集中和動載荷的影響時，可取K=1.11.3。其余參數(shù)的單位：T2為Nmm，H和H為MPa，m、d1和d2為mm。設計計算時可按m2d1值由表121確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1。 若蝸輪齒圈是錫青銅制造的，蝸輪的損壞形式主要是疲 勞 點 蝕，其 許 用 接 觸 應 力 列于 表 12-4中。若蝸輪用無錫青銅或鑄鐵制造時，蝸輪的損壞形式主要是膠 合。這時接觸強

4、度計算是條件性計算，故許用應力應根據(jù)材料組合和滑動速度來確定。表12-5的許用接觸應力就是根據(jù)抗膠合條件擬定的。 已知：電機驅動，蝸桿傳動電機功率P1=5.5kW， n1=960r/min， i =21，載荷平穩(wěn)，單向運轉。 求：設計蝸桿傳動。:解例題分析選材料及確定許用應力)1(。估計：2N/mm160,/5 Hs smv 選蝸桿頭數(shù))2( 42 12 izz矩確定蝸輪軸的轉速和轉)3( min/r7.4512 inn 82.0,2.1 K取：mmN1013.11055.9 6 2 1612 n KPiKTKT 鋁青銅。蝸輪用，蝸桿用310,5045HRCC40 r 21 z取： 確定模數(shù))

5、4(按齒面接觸強度計算8171500 22212 KTzdm H由表121查得： 確定中心距)5( mmzqma 255)(5.0 2 確定幾何尺寸)6( sv計算滑移速度)7( smndv /52.4100060 111 cos1vvs 01 5288.12 qzarctg smvvs /63.4cos1 一、蝸桿傳動的效率與齒輪傳動類似，閉式蝸桿傳動的功率損耗包括三部分：，以及攪 動 箱 體 內 潤 滑 油 的 油阻 損 耗。其中最主要的是，相應的嚙合效率可根據(jù)螺旋傳動的效率公式求得。蝸桿主動時，蝸桿傳動的總效率為 321 0.980.96 0.99 )( 33 22 11攪油損耗，軸承中摩擦損耗，輪齒嚙合效率，其中： tg tg)()97.095.0( tg tg 式中：為蝸桿導程角；為當量摩擦角， =arctgf。當量摩擦系數(shù)f主要與蝸桿副材料、表面狀況以及滑動速度等有關(見表126) 由于蝸桿傳動效率低、發(fā)熱量大，若不及時散熱，會引起箱體內油溫升高、潤滑失效，導致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。 若油溫過高，則首先考慮在不增大箱體尺寸的前提下，設法增加散熱面積。若仍未能滿足要求，則可采用下列強制冷卻的措施以增大其散熱能力：