如圖3-57所示的蝸桿傳動中,,在蝸桿與蝸輪的嚙合點C上,,作用著大小相等、方向相反的法向力Fn,。這法向力Fn可以分解成三個互相垂直的分力:切向力Ft,、軸向力Fx及徑向力Fr。由于蝸桿軸與蝸輪軸交錯成90°,,故蝸桿切向力Ft1等于蝸輪軸向力Fx2,,蝸桿軸向力Fx1等于蝸輪切向力Ft2,蝸桿徑向力Fr1等于蝸輪徑向力Fr2,。它們分別是一對作用力與反作用力,。即:
Ft1=Fx2=2T1/d1 (3-66)
Ft2=Fx2=2T1/d2 (3-67)
Fr2=Fr1=Ft2tga (3-68)
式中 T1、T2--分別為作用在蝸桿與蝸輪上的轉(zhuǎn)矩,,T2=iT1,;
i--蝸桿傳動的傳動比;
h--蝸桿傳動效率,;
d1,、d2--分別為蝸桿與蝸輪的分度圓直徑;
a--壓力角,,通常 a=20°,。
(二)齒面接觸強度計算
蝸桿一般為鋼制,其強度較高,通常不損壞,,故一般不進行強度計算,。
蝸輪多數(shù)由青銅制造,青銅的強度與硬度比鋼差,。蝸輪輪齒損壞形式與齒輪相似,,有齒面磨損、膠合,、點蝕及齒根折斷,。其中膠合及磨損破壞較為常見。
膠合,,磨損隨滑動速度及接觸應力的增大而加劇,,為此,除選用減摩性材料和保證良好潤滑外,,還必須限制接觸應力,。因此,蝸輪齒面接觸強度計算是蝸桿傳動的重要部分,。它的設計公式為
?。?-69)
式中 T2--作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩,N·mm,;
K--載荷系數(shù),,K=1~1.4。當載荷平穩(wěn),,滑動速度 vs小于等于3m/s及精度較高時,,取低值。
[s]H--蝸輪的許用接觸應力,,MPa,見表3-24,。
表3-24 蝸輪的許用接觸應力[s]H MPa
灰鑄鐵或強度極限 sb≥300MPa的青銅蝸輪
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配對材料
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滑動速度(m/s)
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蝸桿
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蝸輪
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0.25
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0.5
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1
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2
|
3
|
4
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20鋼,、20Cr滲碳45鋼淬火
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HT150
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166
|
150
|
127
|
95
|
-
|
-
|
HT200
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202
|
182
|
154
|
115
|
-
|
-
|
|
ZCuA110Fe3
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190
|
180
|
173
|
163
|
154
|
149
|
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45鋼調(diào)質(zhì)
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HT150
|
139
|
125
|
106
|
79
|
-
|
-
|
HT200
|
168
|
152
|
128
|
96
|
-
|
-
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強度極限 sb<300MPa的青銅蝸輪
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蝸輪材料
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鑄造方法
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蝸桿齒面硬度
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≤45HRC
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>45HRC
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ZCuSn5Pb1
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砂模鑄造
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150
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180
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金屬模鑄造
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220
|
268
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ZCuSn5Pb5Zn5
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砂模鑄造
|
113
|
135
|
金屬模鑄造
|
128
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140
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離心鑄造
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158
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183
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冀公網(wǎng)安備13092802000153號