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涡轮蜗杆受力分析习题课 圆柱蜗杆传动的受力分析 分析蜗杆传动作用力时，可先根据蜗杆的螺旋线旋向和蜗杆旋转方向，按照下面方法确定蜗轮的旋转方向。例如图所示为蜗杆下置的传动，当蜗杆转动方向为箭头朝上时，蜗轮为逆时针方向旋转。 涡轮蜗杆方向判断 右旋蜗杆可按如下方法进行判断： 具体判断时，可把蜗杆看作螺杆，涡轮看作螺母来考察其相对运动。拇指伸直，其余四指握拳，令四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则拇指的指向既是螺杆相对螺母的前进的方向。按照相对运动的原理，螺母相对螺杆的运动方向应与此相反。 圆柱蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的强度计算 蜗轮齿面的接触强度计算与斜齿轮相似，仍以赫兹公式为计算基础。如以蜗杆蜗轮在节点处啮合的相应参数代人式(9—9)，便可得到轮齿齿面接触强度的验算公式 圆柱蜗杆传动的强度计算 由式 可得设计公式如下： 圆柱蜗杆传动的强度计算 上两式中K为载荷系数。当考虑载荷集中和动载荷的影响时，可取K=1.1～1.3。其余参数的单位：T2为N·mm，[σH]和σH为MPa，m、d1和d2为mm。设计计算时可按m2d1值由表12—1确定模数m和蜗杆分度圆直径d1。 圆柱蜗杆传动的强度计算 若蜗轮齿圈是锡青铜制造的，蜗轮的损坏形式主要是疲劳点蚀，其许用接触应力列于表12-4中。若蜗轮用无锡青铜或铸铁制造时，蜗轮的损坏形式主要是胶合。这时接触强度计算是条件性计算，故许用应力应根据材料组合和滑动速度来确定。表12-5的许用接触应力就是根据抗胶合条件拟定的。 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率 与齿轮传动类似，闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗以及搅动箱体内润滑油的油阻损耗。其中最主要的是齿面相对滑动而引起的啮合损耗，相应的啮合效率可根据螺旋传动的效率公式求得。蜗杆主动时，蜗杆传动的总效率为 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 式中：γ为蜗杆导程角；ρ‘为当量摩擦角， ρ‘ =arctgf’。当量摩擦系数f’主要与蜗杆副材料、表面状况以及滑动速度等有关(见表12—6) ． 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 若油温过高，则首先考虑在不增大箱体尺寸的前提下，设法增加散热面积。若仍未能满足要求，则可采用下列强制冷却的措施以增大其散热能力： 例题： * 蜗杆传动减速机，其承载能力大，传动效率高，结构紧凑、合理。这种减速机可以广泛地应用于各种传动机械中的减速传动，如冶金、矿产、起重、化工、建筑、橡塑、船舶等行业以及其它机械设备上。 水平蜗杆 环面蜗杆 蜗杆传动的受力分析和斜齿轮相似，齿面上的法向力Fn可分解为三个相互垂直的分力：圆周力Ft、轴向Fa和径向力Fr。上例中各分力的方向如图所示。当蜗杆轴和蜗轮轴交错成90o时，蜗杆圆周力Ft1等于蜗轮轴向力Fa2，蜗杆轴向力Fa1等于蜗轮圆周力Ft2，蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2，即 上式中：T1和T2分别为作用在蜗杆和涡轮上的转矩；T2＝T1iη，η为蜗杆传动的效率。 上式适用于钢制蜗杆对青铜或铸铁蜗轮(指齿圈)。 已知：电机驱动，蜗杆传动电机功率P1=5.5kW， n1=960r/min， i =21，载荷平稳，单向运转。 求：设计蜗杆传动。 例题分析 见§12－6 由表12－1查得： 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。 *