减速机蜗杆蜗轮强度计算公式

减速机蜗杆蜗轮强度计算公式

发布人:曙光传动 发布日期:2011-7-25 16:20:55 点击:1
蜗杆蜗轮的啮合点C上,作用着大小相等、方向相反的法向力Fn。这法向力Fn可以分解成三个互相垂直的分力:切向力Ft、轴向力Fx及径向力Fr。由于蜗杆轴与蜗轮轴交错成90°,故蜗杆切向力Ft1等于蜗轮轴向力Fx2,蜗杆轴向力Fx1等于蜗轮切向力Ft2,蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2。它们分别是一对作用力与反作用力。即:


Ft1=Fx2=2T1/d1(3-66)

Ft2=Fx2=2T1/d2(3-67)

Fr2=Fr1=Ft2tga      (3-68)

式中T1、T2--分别为作用在蜗杆与蜗轮上的转矩,T2=iT1;
i--蜗杆传动的传动比;
h--蜗杆传动效率;
d1、d2--分别为蜗杆与蜗轮的分度圆直径;
a--压力角,通常 a=20°。

(二)齿面接触强度计算

蜗杆一般为钢制,其强度较高,通常不损坏,故一般不进行强度计算。

蜗轮多数由青铜制造,青铜的强度与硬度比钢差。蜗轮轮齿损坏形式与齿轮相似,有齿面磨损、胶合、点蚀及齿根折断。其中胶合及磨损破坏较为常见。

胶合,磨损随滑动速度及接触应力的增大而加剧,为此,除选用减摩性材料和保证良好润滑外,还必须限制接触应力。因此,蜗轮齿面接触强度计算是蜗杆传动的重要部分。它的设计公式为

(3-69)

式中T2--作用在蜗轮上的转矩,N•mm;
K--载荷系数,K=1~1.4。当载荷平稳,滑动速度vs小于等于3m/s及精度较高时,取低值。
[s]H--蜗轮的许用接触应力,MPa
蜗轮的许用接触应力[s]HMPa
 

灰铸铁或强度极限 sb ≥300MPa 的青铜蜗轮

配对材料

滑动速度 (m/s)

蜗杆

蜗轮

0.25

0.5

1

2

3

4

20 钢、 20Cr 渗碳 45 钢淬火

HT150

166

150

127

95

-

-

HT200

202

182

154

115

-

-

ZCuA110Fe3

190

180

173

163

154

149

45 钢调质

HT150

139

125

106

79

-

-

HT200

168

152

128

96

-

-

 

强度极限 sb <300MPa 的青铜蜗轮

蜗轮材料

铸造方法

蜗杆齿面硬度

≤45HRC

>45HRC

ZCuSn5Pb1

砂模铸造

150

180

金属模铸造

220

268

ZCuSn5Pb5Zn5

砂模铸造

113

135

金属模铸造

128

140

离心铸造

158

183

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