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1、涡轮蜗杆受力分析习题课涡轮蜗杆受力分析习题课蜗杆传动减速蜗杆传动减速机，其承载能机，其承载能力大，传动效力大，传动效率高，结构紧率高，结构紧凑、合理。这凑、合理。这种减速机可以种减速机可以广泛地应用于广泛地应用于各种传动机械各种传动机械中的减速传动，中的减速传动，如冶金、矿产、如冶金、矿产、起重、化工、起重、化工、建筑、橡塑、建筑、橡塑、船舶等行业以船舶等行业以及其它机械设及其它机械设备上。备上。圆柱蜗杆传动的受力分析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
2、逆时针方向旋转。水平蜗杆水平蜗杆 环面蜗杆环面蜗杆涡轮蜗杆方向判断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
3、蜗轮圆周力Ft2，蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2，即圆柱蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的受力分析上式中：T1和T2分别为作用在蜗杆和涡轮上的转矩；T2T1i，为蜗杆传动的效率。圆柱蜗杆传动的强度计算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(99)，便可得到轮齿齿面接触强度的验算公式上式适用于钢制蜗杆对青铜或铸铁蜗轮(指齿圈)。圆柱蜗杆传动的强度计算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=1.11.3
4、。其余参数的单位：T2为Nmm，H和H为MPa，m、d1和d2为mm。设计计算时可按m2d1值由表121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。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。例题分析见见见见 12126 6
5、由表121查得：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：轮轮齿齿啮啮合合的的功功率率损损耗耗，轴轴承承中中摩摩擦擦损损耗耗以及搅搅动动箱箱体体内内润润滑滑油油的的油油阻阻损损耗耗。其中最主要的是齿齿面面相相对对滑滑动动而而引引起起的的啮啮合合损损耗耗，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、润滑和热平衡计圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算算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：为蜗杆导程角；为当量摩擦
6、角，=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126)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。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 若若油油温温过过高高，则则首首先先考考虑虑在在不不增增大大箱箱体体尺尺寸寸的的前前提提下下，设设法法增增加加散散热热面面积积。若若仍仍未未能能满满足足要要求求，则则可可采采用用下下列列强强制制冷冷却却的的措措施以增大其散热能力：施以增大其散热能力：例题：例题：