齿轮和蜗杆传动的效率计算

齿轮与蜗杆传动的效率计算

1

    

齿     

     

啮合效率η1

η11-ψ1

ψ10.01fΔn

式中  f—— 轮齿间的滑动摩擦因数其值随着齿面粗糙度值的增加、润滑油黏度的降低和滑动速度的减小而增大。一般f0.05~0.10(齿面跑合较好时取较小值)

Δn—— 根据齿数由下图1确定。对角变位直齿轮按图出的数值应乘上对斜齿轮应乘上0.8cosβ对锥齿轮应按当量齿数选取Δ n

(蜗杆主动时)

(蜗杆从动时)

式中  γ—— 蜗杆分度圆上的导角(对圆弧面蜗杆为喉部节圆上的导角)

ρ'—— 当量摩擦角可取ρ'ρarctanf

f—— 滑动摩擦因数fρ根据蜗轮副材料和滑动速度υh的大小由表2选取

d1—— 蜗杆分度圆直径cm

n1—— 蜗杆转速r/min对于滚动轴承装置的圆柱蜗杆传动η1可按下图2选取该图已计入了滚动轴承摩擦损耗不用再计算ψ2

轴承摩擦损耗的效率η2

η21-ψ2

对于滚动轴承和液体摩擦滑动轴承

ψ20.005

对半液体摩擦滑动轴承

ψ20.01

对于滚动轴承

ψ20.01

对于滑动轴承

ψ20.02

润滑油飞溅和搅动损耗的效率η3

η31-ψ3

齿轮浸入油池中的深度不大于两倍齿高时一个齿轮的ψ3值为

式中   P1—— 传动功率kW

υ—— 齿轮节圆圆周速度m/s

b—— 浸入油中的齿轮宽度(对锥齿轮应根据结构和浸油深度按图纸确定)mm

vt—— 润滑油在其工作温度下的运动黏度m2/s

zz1+z2

在喷油润滑的情况下上式中的系数0.75应以0.5代替

在高速传动中齿轮与箱体之间的间隙愈小时润滑油飞溅和搅动的功率损耗愈急剧增加

齿轮浸入油池中的深度不大于两倍齿高(或螺牙高)

式中   P1—— 传动功率kW

υ—— 浸入油中物体(蜗杆或蜗轮)的圆周速度m/s

B—— 浸入油中物体的宽度(对蜗杆来说则为其长度)在蜗轮轴为垂直位置时应以齿顶圆直径da2代替Bmm

vt—— 润滑油在其工作温度下的运动黏度m2/s

在喷油润滑及用叶轮溅油润滑的情况下上式中的系数0.75应以0.5代替

如果蜗杆的圆周速度很大时(υ4~5m/s)建议将蜗杆放在蜗轮的上面

总效率

ηη1η2η3

1对高速的齿轮传动及圆弧面蜗杆传动用风扇冷却时传动总效率还要计入效率(ΔPs为驱动风扇所需要的功率)其中,其中,υs为风扇工作轮边缘的圆周速度Ds为工作叶轮直径。在散热计算时不计入η4

2总效率η值还可参照表机械传动效率

16d1d4

确定系数Δn

16d1d5

蜗杆导角

 

2                        摩擦因数 f 和摩擦角ρ的值

蜗轮齿圈材料种类

锡青铜合金

无锡青铜合金

蜗杆螺牙表面硬度

45HRC

其他情况

45HRC

45HRC

其他情况

滑动速度υh/m·s-1

f

ρ

f

ρ

f

ρ

f

ρ

f

ρ

0.01

0.110

6°17′

0.120

6°51′

0.180

10°12′

0.180

10°12′

0.190

10°45′

0.05

0.090

5°09′

0.100

5°43′

0.140

7°58′

0.140

7°58′

0.160

9°05′

0.1

0.080

4°34′

0.090

5°09′

0.130

7°24′

0.130

7°24′

0.140

7°58′

0.25

0.065

3°43′

0.075

4°17′

0.100

5°43′

0.100

5°43′

0.120

6°51′

0.5

0.055

3°09′

0.065

3°43′

0.090

5°09′

0.090

5°09′

0.100

5°43′

1

0.045

2°35′

0.055

3°09′

0.070

4°00′

0.070

4°00′

0.090

5°09′

1.5

0.040

2°17′

0.050

2°52′

0.065

3°43′

0.065

3°43′

0.080

4°34′

2

0.035

2°00′

0.045

2°35′

0.055

3°09′

0.055

3°09′

0.070

4°00′

2.5

0.030

1°43′

0.040

2°17′

0.050

2°52′

 

 

 

 

3

0.028

1°36′

0.035

2°00′

0.045

2°35′

 

 

 

 

4

0.024

1°22′

0.031

1°47′

0.040

2°17′

 

 

 

 

5

0.022

1°16′

0.029

1°40′

0.035

2°00′

 

 

 

 

8

0.018

1°02′

0.026

1°29′

0.030

1°43′

 

 

 

 

10

0.016

0°55′

0.024

1°22′

 

 

 

 

 

 

15

0.014

0°48′

0.020

1°09′

 

 

 

 

 

 

24

0.013

0°45′

 

 

 

 

 

 

 

 

蜗杆螺牙表面粗糙度为Ra0.4~1.6μm