分析蜗杆传动的受力特性步骤三

一、确定许用接触应力［σH］

若蜗轮齿圈是锡青铜制造的，则蜗轮的损坏形式主要是疲劳点蚀，其许用应力列于表3－4－5中；若蜗轮用无锡青铜或铸铁制造，则蜗轮的损坏形式主要是胶合。此时接触强度计算是条件性计算，故许用应力应根据材料组合和滑动速度来确定。表3－4－5和表3－4－6所示的许用接触应力根据抗胶合条件拟定，滑动速度可以初步估计。

表3－4－5　锡青铜蜗轮的许用接触应力［σH］　MPa

表3－4－6　铝青铜及铸铁蜗轮的许用接触应力［σH］　MPa

二、确定载荷系数K和蜗轮扭矩T2

考虑载荷集中和动载荷的影响，可取K＝1.1～1.3。

分析蜗杆传动作用力时，可先根据蜗杆的螺旋线旋向和蜗杆的旋转方向，采用左、右手定则判定蜗轮的旋转方向，具体方法是：蜗杆右旋时用右手，左旋时用左手，半握拳，四指指向蜗杆回转方向，蜗轮的回转方向与大拇指指向相反。蜗杆和蜗轮的旋向及旋转方向确定后，就可以对蜗杆传动进行受力分析。

蜗杆传动的受力分析和斜齿轮相似。图3－4－3所示为一下置蜗杆传动，蜗杆为主动件，旋向为右旋，按图示方向转动。图3－4－3（a）所示为右侧面受力情况；图3－4－3（b）所示为蜗杆、蜗轮受力情况及转向。

如图3－4－3所示，齿面上的法向力Fn分解为三个相互垂直的分力：圆周力Ft、轴向力Fa和径向力Fr。当蜗杆和蜗轮轴交错角呈90°时，蜗杆圆周力Ft1等于蜗轮轴向力Fa2，蜗杆轴向力Fa1等于蜗轮圆周力Ft2，蜗杆径向力Fr1等于蜗轮径向力Fr2，即

式中：T1，T2——蜗杆和蜗轮上的转矩，单位为N·mm；(www.xing528.com)

α——压力角，α＝20°。

图3－4－3　蜗杆传动的作用力

蜗杆与蜗轮受力方向的判别方法是：当蜗杆为主动件时，圆周力Ft1与转向相反；径向力Fr1的方向由啮合点指向蜗杆中心；轴向力Fa1的方向决定于蜗轮的圆周力的方向，而蜗轮圆周力的方向与其旋转方向相同。受力方向的判定如图3－4－3所示。

蜗轮扭矩：

式中：T2——单位为N·mm；

η——蜗杆传动效率，可初步估算。

做一做

选择蜗杆传动效率η，计算学习任务中蜗轮的扭矩T2。