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蜗杆传动的热平衡计算

时间:2015-09-18 10:52来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
发热量 散热量 热平衡 如热平衡条件不满足时,可采取以下措施: 1、增大散热面积; 2、加风扇; 3、加冷却水管 例3 斜齿轮蜗杆传动,已知齿轮1主动,转向如图示,蜗轮4顺时针旋转。 试求: 1)各轴转向; 2)为使Ⅱ轴轴向力抵消一部分,确定各齿轮旋向; 3)
    发热量
     散热量
     热平衡

     如热平衡条件不满足时,可采取以下措施:
     1、增大散热面积;
     2、加风扇;
     3、加冷却水管
     例3 斜齿轮—蜗杆传动,已知齿轮1主动,转向如图示,蜗轮4顺时针旋转。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
     试求:
     1)各轴转向;
     2)为使Ⅱ轴轴向力抵消一部分,确定各齿轮旋向;
     3)画出各齿轮受力方向。

     斜齿轮—蜗杆传动
     解:
    
     结论:为使Ⅱ轴轴向力小, Ⅱ轴上两齿轮同旋向。
     例4 已知一单级蜗杆减速器的输入轴传递功率=2.8KW,转速=960r/min,传动比i=20,蜗杆减速器的工作情况为单向传动,工作载荷稳定,长期连续运转,试设计此蜗杆减速器。 本文来自www.eadianqi.com
     解 1.蜗轮轮齿表面接触强度计算
     (1)选择材料及确定许用接触力[]
     蜗杆用45钢,表面淬火硬度>45HRC;
     蜗轮用ZCuSn10P1铸锡青铜,砂模铸造。由表10-4查得
     (2)选择蜗杆头数及蜗轮齿数
     根据传动比i=20,由表10-3取 ,则蜗轮齿数=2
     =i=20×2=40

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     (3)确定作用在蜗轮上的转矩
     因=2,故初步取=0.8,则
    
     (4)确定载荷系数K因工作载荷稳定,且速度较低,故取K=1.1。
     (5)计算模数m及确定蜗杆分度圆直径由式(10-10)得
    
     由表10-1查得接近的 ,则标准模数m=5mm,=90mm。

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     (6)验算效率先由式(10-1)计算蜗杆导程角
    
     因蜗杆副是在油池中工作,故取当量摩擦角,则
    
     比假设的=0.80略小,偏于安全。
     (7)确定其它尺寸
     蜗杆分度圆直径
     蜗杆齿顶圆直径
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     蜗轮分度圆直径
     蜗轮齿顶圆直径
     中心距
     2.蜗轮轮齿的弯曲强度计算
     (1)确定许用弯曲应力
     由表10-6查得
     (2)确定齿形系数
     =40,由表10-7查得=2.32

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     (3)验算弯曲应力 由式(10-11)得
    
     验算结果合用
     3.散热计算
     由式(10-13)可求出所需散热面积:
    
     已知 ,传动效率=2.8KW,传动效率,设减速器通风条件良好,取表面传热系数,环境温度 =30°C,箱体内许用油温t=65°C,则温升 ,将有关数据代入上式得: 本文来自www.eadianqi.com
    
     减速器结构初步确定后,应计算散热面积是否满足要求。若不满足要求应采取其他散热措施,如设置散热片或在蜗杆轴端装风扇。
     起重量G=5000N的手动蜗杆传动起重装置,起重卷筒的计算直径D=180mm,作用于蜗杆手柄上的起重转矩=20000N·mm。已知蜗杆为单头蜗杆(=1),模数m=5mm,蜗杆分度圆直径=50mm,传动总效率η≈0.4。试确定所需蜗轮的齿数及传动的中心距a。
    

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     解 作用于蜗轮上的转矩
    
     因 ,而传动比 , 则,由此可得蜗轮所需要齿数
    
     取=56
     中心距
    
     单头蜗杆(右旋)、蜗轮用于开式传动,所配的蜗轮为铸造锡青铜ZCuSn10P1,砂模铸造, 蜗杆为45钢、调质,表面硬度为240HBS,单向传动,载荷平稳,=28mm,导程角。试估算该蜗杆传动能传递的转矩.
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     解 开式传动,可按弯曲强度计算该传动能传递的转矩.将式(10-11)移项得:
    
     因蜗轮材料为ZCuSn10P1,砂模铸造,单向传动,由表10-6查得许用弯曲应力
     蜗轮齿数=30,查表10-7得齿形系数=2.44。已知=28mm,导程角 ,载荷平稳,取载荷系数K=1.1.将有关数据代入上式,得
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     本章重点
     1.蜗杆传动的工作原理及几何尺寸计算;
     2.蜗杆传动的运动分析和受力分析;
     3.普通圆柱蜗杆传动的强度计算和热平衡计算。
     4.蜗杆、蜗轮结构设计。
     本章难点
     1.蜗杆直径的确定和理解;
     2.蜗杆轴向力方向和蜗轮转向的判断。
     表10-1模数m与分度圆直径d1的搭配及
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     表10-2 普通蜗杆传动几何尺寸计算
    
     思考题及习题
     1.与齿轮传动相比,蜗杆传动有何特点?为什么大功率连续传动时不宜采用蜗杆传动?
     2.圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是什么?
     3.为了提高蜗轮转速,能否改用相同分度圆直径、相同模数的双头蜗杆,来替代单头蜗杆与原来的蜗轮啮合?为什么?
     4.蜗杆传动比能否写成 的形式?
     5.蜗杆传动的啮合效率受哪些因素的影响?
     6.为什么对闭式蜗杆传动不仅要进行强度计算还必须进行热平衡计算?可采用哪些措施来改善散热条件?
     7.已知一蜗杆减速器,m=5mm,=2,=50mm,=60蜗杆材料为40Cr,高频淬火,表面磨光,蜗轮材料为ZCuSn10P1,砂型铸造,蜗轮转速 =24 r/min,预计使用12000小时,试求该蜗杆减速器允许传递的最大扭矩 和输入功率

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     8.标出图中末注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向,绘出蜗杆和蜗轮在啮合点处的各个分力。
    
     9.如图所示为手动绞车,采用了蜗杆传动装置。已知蜗杆模数m=10mm,蜗杆分度圆直径=90mm,齿数=l,=50,卷筒直径D=300mm,重物W=1500N,当量摩擦系数=0.13,试求:
     (1)画出重物上升时的手柄转向;
     (2)判断机构是否具有自锁性;
     (3)起重时蜗杆受各分力的大小,画出其方向。 本文来自www.eadianqi.com
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