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1、渦 輪 蝸 桿 受 力 分 析 習(xí) 題 課 蝸桿傳動減速機(jī)，其承載能力大，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、合理。這種減速機(jī)可以廣泛地應(yīng)用于各種傳動機(jī)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(jī)械設(shè)備上。 圓 柱 蝸 桿 傳 動 的 受 力 分 析分析蝸桿傳動作用力時(shí)，可先根據(jù)蝸桿的螺旋線旋向和蝸桿旋轉(zhuǎn)方向，按照下面方法確定蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。例如圖所示為蝸桿下置的傳動，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動方向?yàn)榧^朝上時(shí)，蝸輪為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 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(jìn)行判斷：具體判斷時(shí)，可把蝸桿看作螺桿，渦輪看作螺母來考察其相對運(yùn)動。拇指伸直，其余四指握

2、拳，令四指彎曲方向與蝸桿轉(zhuǎn)動方向一致，則拇指的指向既是螺桿相對螺母的前進(jìn)的方向。按照相對運(yùn)動的原理，螺母相對螺桿的運(yùn)動方向應(yīng)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(gè)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(dāng)蝸桿軸和蝸輪軸交錯(cuò)成90o時(shí)，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(zhuǎn)矩；T2T1i，為蝸桿傳動的效率。 蝸輪齒面

3、的接觸強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似，仍以赫茲公式為計(jì)算基礎(chǔ)。如以蝸桿蝸輪在節(jié)點(diǎn)處嚙合的相應(yīng)參數(shù)代人式(99)，便可得到輪齒齒面接觸強(qiáng)度的驗(yàn)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(shè)計(jì)公式如下： 上兩式中K為載荷系數(shù)。當(dāng)考慮載荷集中和動載荷的影響時(shí)，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(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)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(diǎn) 蝕，其 許 用 接 觸 應(yīng) 力 列于 表 12-4中。若蝸輪用無錫青銅或鑄鐵制造時(shí)，蝸輪的損壞形式主要是膠 合。這時(shí)接觸強(qiáng)

4、度計(jì)算是條件性計(jì)算，故許用應(yīng)力應(yīng)根據(jù)材料組合和滑動速度來確定。表12-5的許用接觸應(yīng)力就是根據(jù)抗膠合條件擬定的。 已知：電機(jī)驅(qū)動，蝸桿傳動電機(jī)功率P1=5.5kW， n1=960r/min， i =21，載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。 求：設(shè)計(jì)蝸桿傳動。:解例題分析選材料及確定許用應(yīng)力)1(。估計(jì)：2N/mm160,/5 Hs smv 選蝸桿頭數(shù))2( 42 12 izz矩確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn))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?。?確定模數(shù))

5、4(按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)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(jì)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(nèi) 潤 滑 油 的 油阻 損 耗。其中最主要的是，相應(yīng)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(shí)，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(dǎo)程角；為當(dāng)量摩擦角， =arctgf。當(dāng)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(guān)(見表126) 由于蝸桿傳動效率低、發(fā)熱量大，若不及時(shí)散熱，會引起箱體內(nèi)油溫升高、潤滑失效，導(dǎo)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(jìn)行熱平衡計(jì)算。 若油溫過高，則首先考慮在不增大箱體尺寸的前提下，設(shè)法增加散熱面積。若仍未能滿足要求，則可采用下列強(qiáng)制冷卻的措施以增大其散熱能力：