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，蝸輪蝸桿工作原理，載荷Ft1與Fa2、Fr1與Fr2和Fa1與Ft2對(duì)大小相等、方向相反的力。

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，蝸輪蝸桿，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。

      由于平面二次包絡(luò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此，自該傳動(dòng)誕生以來(lái)，很快在各行各業(yè)中被推廣，現(xiàn)已大量應(yīng)用于冶金設(shè)備，并在造船、、機(jī)械、建筑、、化工等各行業(yè)中采用，受到普遍歡迎。

　　但由于在多頭小速比的場(chǎng)合，平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪蝸桿會(huì)產(chǎn)生蝸桿齒面根切和邊齒齒頂變尖等現(xiàn)象，而且頭數(shù)越多越嚴(yán)重，蝸輪蝸桿傳動(dòng)參數(shù)，因此，一般速比不能小于8，按正常情況只能做到5個(gè)頭。

      裝配同心度和動(dòng)平衡裝配不同心將導(dǎo)致軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡，且由于齒論嚙合半邊松半邊緊，共同導(dǎo)致噪聲加劇。高精度齒輪傳動(dòng)裝配時(shí)的不平衡將嚴(yán)重影響傳動(dòng)系統(tǒng)精度。

     齒面硬度隨著齒輪硬齒面技術(shù)的發(fā)展，蝸輪蝸桿的作用，其承載能力大、體積小、重量輕、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)使其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。但為獲得硬齒面采用的滲碳淬硬使齒輪產(chǎn)生變形，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)噪聲增大，壽命縮短。為減少噪聲，需對(duì)齒面進(jìn)行精加工。目前除采用傳統(tǒng)的磨齒方法外，又發(fā)展出一種硬齒面刮削方法，通過(guò)修正齒頂和齒根，或把主被動(dòng)輪的齒形都調(diào)小，來(lái)減少齒輪嚙入與嚙出沖擊，從而減少齒輪傳動(dòng)噪音。

     

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