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1、渦輪蝸桿受力分析習(xí)題課,蝸桿傳動(dòng)減速機(jī)，其承載能力大，傳動(dòng)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(dòng)機(jī)械中的減速傳動(dòng)，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(dòng)的受力分析,分析蝸桿傳動(dòng)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(dòng)，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)。拇指伸直，其余四指握拳，令四指彎曲方向與蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，則拇指的指

2、向既是螺桿相對(duì)螺母的前進(jìn)的方向。按照相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，螺母相對(duì)螺桿的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與此相反。,圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析,蝸桿傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)的效率。,圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,蝸輪齒面的接觸強(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

3、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(duì)青銅或鑄鐵蝸輪(指齒圈)。,圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,由式 可得設(shè)計(jì)公式如下：,圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,上兩式中K為載荷系數(shù)。當(dāng)考慮載荷集中和動(dòng)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。,圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,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)度計(jì)算是條

4、件性計(jì)算，故許用應(yīng)力應(yīng)根據(jù)材料組合和滑動(dòng)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(dòng)，蝸桿傳動(dòng)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(dòng)。,例題分析,見126,由表121查得：,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,一、蝸桿傳動(dòng)的效率 與齒輪傳動(dòng)類似，閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗以及攪動(dòng)箱體內(nèi)潤(rùn)滑油的油阻損耗。其中最主要的是齒面相對(duì)滑動(dòng)而引起的嚙合損耗，相應(yīng)的嚙合效率可根據(jù)螺旋傳動(dòng)的效率公式求得。蝸桿主動(dòng)時(shí)，蝸桿傳動(dòng)的總效率為,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,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(dòng)速度等有關(guān)(見表126) ,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算,由于蝸桿傳動(dòng)效率低、發(fā)熱量大，若不及時(shí)散熱，會(huì)引起箱體內(nèi)油溫升高、潤(rùn)滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。,圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(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：,例題：,