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
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：
n2
n1 i
45.7r / min
取：K 1.2, 0.82
KT2
KT1i
9.55106 KP1
n2
1.13106 N • mm
(4)确定模数
按齿面接触强度计算
m2d1
500
z2[ H
]
2
KT28171由Fra bibliotek12－1查得：
(5)确定中心距
a 0.5m(q z2) 255mm
(6)确定几何尺寸 (7)计算滑移速度vs
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。
例题分析
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。
解 :(1)选材料及确定许用应力
蜗杆用40Cr，HRC45 ~ 50,蜗轮用10 3铝青铜。
估计：vs 5m / s,[ H ] 160N/mm 2。
(2)选蜗杆头数 取：z1 2 z2 iz1 42 见§12－6 (3)确定蜗轮轴的转速和转矩
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
• 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由、表d112和—d12确为定mm模。数设m计和计蜗算杆时分可度按圆m直2径d1值d1。
vs
v1
cos
v1
d1n1
60 1000
4.52m
/
s
arctg z1 12.52880
q
vs
v1
cos
4.63m / s
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
1 •2 •3
其中：1
轮齿啮合效率，1
tg tg( ' )
2 轴承中摩擦损耗，2 0.99 3－－搅油损耗，3＝0.96 ~ 0.98
(0.95 ~ 0.97) tg tg( ' )
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) ．
水平蜗杆 环面蜗杆
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。
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。
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。
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
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。
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