蜗杆传动的载荷和应力分析

受力分析

以右旋蜗杆为主动件，并沿图示的方向旋转时，蜗杆螺旋面上的受力情况。设Fn为集中作用于节点P处的法向载荷，它作用于法向截面Pabc内。Fn可分解为三个互相垂直的分力，即圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa。 显然，在蜗杆与蜗轮间，载荷Ft1与Fa2、Fr1与Fr2和Fa1与Ft2对大小相等、方向相反的力。

各力的大小可按下式计算：

Ft1=Fa2=2T1/d1

Ft2=Fa1=2T1/d2

Fr1=Fr2=Fa1tanα

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

式中：T1、T2-蜗杆与蜗轮上的转矩 N.mm。

确定各力的方向：蜗杆为主动件，蜗杆的圆周力方向与蜗杆上啮合点的速度方向相反；蜗杆为从动件，蜗轮的圆周力方向与蜗轮的啮合点的速度方向相同；蜗杆和蜗轮的轴向力方向分别与蜗轮和蜗杆的周向力方向相反；蜗杆和蜗轮的径向力方向分别指向各自的圆心。

该蜗杆副经过实践使用，完全满足使用要求。根据现有功率表，包络蜗轮蜗杆副，认为该蜗杆副的承载能力有富余，参数还可以更优。为此，对该蜗杆副的规格和参数进行重新设计。设计中应用有限元分析对结果进行校核，提高设计的水平和可靠性。通过考察蜗杆副受力状况的变化，验证改进后的蜗杆副是否满足使用要求。

蜗杆副传动装置的原理。该装置是一个三级传动装置，平面二次包络蜗轮蜗杆，在蜗杆的掐面还有一级齿轮减速机。两根蜗杆串联，中间有一根万向联轴器，共用一台电动机。电动机的动力通过一个蜗杆后，再传递给另一个蜗杆。

安装原因及对策1. 减振和阻断措施对齿轮传动系统在安装时应尽量避免机身与基础支撑及连接件之间发生共振，产生噪声。齿轮传动系统常常会发生一只或几只齿轮在某些速度范围内产生共振，包络蜗轮蜗杆，除设计原因外，与安装时未经空试揪出共振位置。并采取相应减振或阻断措施有直接关系。某些要求低传动噪声和振动的齿轮传动系统（如检测仪器），应选用高韧性，高阻尼的基础材料（如冶金设计研究院研制的环氧树脂砂浆基础材料）来减少噪声和振动的发生。

2. 几何精度调整由于安装时几何精度未达到标准规定的要求，导致传动系统发生共振，从而产生噪声，平面包络蜗轮蜗杆，这就应该在改善安装工艺，增加工装，保证装配人员的整体素质有直接关系。

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