蝸桿傳動(dòng)的載荷和應(yīng)力分析

受力分析

以右旋蝸桿為主動(dòng)件，并沿圖示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，蝸桿螺旋面上的受力情況。設(shè)Fn為集中作用于節(jié)點(diǎn)P處的法向載荷，它作用于法向截面Pabc內(nèi)。Fn可分解為三個(gè)互相垂直的分力，即圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa。 顯然，在蝸桿與蝸輪間，載荷Ft1與Fa2、Fr1與Fr2和Fa1與Ft2對(duì)大小相等、方向相反的力。蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)：1、傳動(dòng)比大，一般i=1~80，可達(dá)1000。

各力的大小可按下式計(jì)算：

Ft1=Fa2=2T1/d1

Ft2=Fa1=2T1/d2

Fr1=Fr2=Fa1tanα

Fn= Fa1/cosαncosγ=Fa2/cosαncosγ=2T2/d2cosαncosγ

式中：T1、T2-蝸桿與蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 N.mm。

確定各力的方向：蝸桿為主動(dòng)件，蝸桿的圓周力方向與蝸桿上嚙合點(diǎn)的速度方向相反；蝸桿為從動(dòng)件，蝸輪的圓周力方向與蝸輪的嚙合點(diǎn)的速度方向相同；蝸桿和蝸輪的軸向力方向分別與蝸輪和蝸桿的周向力方向相反；蝸桿和蝸輪的徑向力方向分別指向各自的圓心。

平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副傳動(dòng)的主要特征是：接觸齒數(shù)多，蝸桿齒面可淬硬磨削：齒面硬度高；蝸輪磨損問(wèn)題：蝸輪一般采用的材質(zhì)是錫青銅，與之配套的蝸桿選用的材質(zhì)是45#鋼，淬火硬度至HRC45-55，常用的40Cr,淬火硬度HRC50-55，經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度0。齒面光潔度高。齒面接觸面較大，并有瞬時(shí)雙線接觸，接觸線總長(zhǎng)度長(zhǎng)。平面二次包絡(luò)蝸輪蝸桿副的型號(hào)有TP系列、PW系列、KW系列、SCW系列等，頭數(shù)有4.5.6.7.8.9.10.11.12.模數(shù)為1-35模。精度等級(jí)6級(jí)7級(jí)等?？沙薪哟蠊β饰佪單仐U的加工、制作。

蝸輪采用錫青銅ZCuSn10Pb1離心澆鑄，耐磨損。平面二次環(huán)面包絡(luò)蝸輪蝸桿減速機(jī)，因?yàn)槲仐U為環(huán)面蝸桿，與蝸輪的嚙合時(shí)接觸的齒數(shù)多，這樣的話，傳動(dòng)精度高，加工過(guò)程和吻合度也就增加。普通的蝸輪蝸桿副和平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪蝸桿副相比，承載能力大，傳動(dòng)，使用的壽命也長(zhǎng)。我們?cè)谶x擇平面二次包絡(luò)蝸輪蝸桿副的時(shí)候要考慮以上因素。阿基米德蝸桿易車難磨削，通常在無(wú)需磨削加工情況下被采用，廣泛用于轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合。