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_良好潤滑外,還_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
(3-69)
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]HMPa
灰鑄鐵或強度_sb≥300MPa的青銅蝸輪 |
|||||||
配對材料 |
滑動速度(m/s) |
||||||
蝸桿 |
蝸輪 |
0.25 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
20鋼、20Cr滲碳45鋼淬火 |
HT150 |
166 |
150 |
127 |
95 |
- |
- |
HT200 |
202 |
182 |
154 |
115 |
- |
- |
|
ZCuA110Fe3 |
190 |
180 |
173 |
163 |
154 |
149 |
|
45鋼調(diào)質(zhì) |
HT150 |
139 |
125 |
106 |
79 |
- |
- |
HT200 |
168 |
152 |
128 |
96 |
- |
- |
強度_sb<300MPa的青銅蝸輪 |
|||
蝸輪材料 |
鑄造方法 |
蝸桿齒面硬度 |
|
≤45HRC |
>45HRC |
||
ZCuSn5Pb1 |
砂模鑄造 |
150 |
180 |
金屬模鑄造 |
220 |
268 |
|
ZCuSn5Pb5Zn5 |
砂模鑄造 |
113 |
135 |
金屬模鑄造 |
128 |
140 |
|
離心鑄造 |
158 |
183 |
冀公網(wǎng)安備13092802000182 號